Upload
others
View
1
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
Planiranje i instalacija pasivnih pristupnihsvjetlovodnih mreža
Blašković, Bojan
Undergraduate thesis / Završni rad
2014
Degree Grantor / Ustanova koja je dodijelila akademski / stručni stupanj: Polytechnic Pula - College of Applied Sciences / Politehnika Pula - Visoka tehničko-poslovna škola s pravom javnosti
Permanent link / Trajna poveznica: https://urn.nsk.hr/urn:nbn:hr:212:619817
Rights / Prava: In copyright
Download date / Datum preuzimanja: 2022-05-30
Image not found or type unknownRepository / Repozitorij:
Digital repository of Istrian University of applied sciences
Image not found or type unknown
POLITEHNIKA PULA
VISOKA TEHNIČKO-POSLOVNA ŠKOLA
S PRAVOM JAVNOSTI
Bojan Blašković
Matični broj: 0726, izvanredni student
PLANIRANJE I INSTALACIJA PASIVNIH
PRISTUPNIH SVJETLOVODNIH MREŽA
ZAVRŠNI RAD
Kolegij: ELEKTROTEHNIKA
Mentor: mr.sc. Radovan Jokić, dipl.ing.el., viši predavač
Pula, studeni 2014.
IZJAVA O SAMOSTALNOSTI IZRADE ZAVRŠNOG RADA
Izjavljujem da sam završni rad na temu „PLANIRANJE I INSTALACIJA PASIVNIH
PRISTUPNIH SVJETLOVODNIH MREŽA“ izradio potpuno samostalno, koristeći se
literaturom i znanjem stečenim tijekom studiranja na Politehnici Pula, Visoka tehničko-
poslovna škola, uz mentora mr.sc. Radovana Jokića. Rad je pisan u duhu hrvatskog jezika.
U Puli, studeni 2014.
Student: Bojan Blašković
Planiranje i instalacija pasivnih pristupnih svjetlovodnih mreža
I
SAŽETAK:
Završni rad „Planiranje i instalacija pasivnih pristupnih svjetlovodnih mreža“ analizira
uvođenje svjetlovodne tehnike u telekomunikacijama kao zamjenu za tehnologiju koja koristi
bakar kao prijenosni medij za pružanje širokopojasnih usluga. Opisivanjem i analizom
elemenata pasivnih pristupnih svjetlovodnih mreža, te upoznavanjem sa zakonskom
regulativom dolazimo do djela koji se bavi načinima implementacije svjetlovodnih kabela.
Razjašnjena su različita rješenja instalacije kabela te je prikazana i opisana oprema koja se
može koristiti za realizaciju istog. Nakon analize modela i struktura FTTH tehnologije,
dolazimo do tehno – ekonomskih obilježja, odnosno analize isplativosti u pristupne
svjetlovodne mreže u urbanim i ruralnim područjima. U završnom djelu rada donesen je
zaključak te je objašnjena „Kabel X“ tehnologija kao jedna od mogućih alternativnih rješenja
koja donosi vremensku, ali i financijsku uštedu za izgradnju tj. instalaciju svjetlovodnih
kabela u pristupnoj pasivnoj mreži.
SUMMARY:
The thesis work Planning and installation of passive optical- fiber networks analyses
the introduction of the optical- fiber technique in telecommunications, as a substitute for the
technology that applies copper as a portable medium used as a broadband service provider.
By describing and analysing the elements of access passive optical fiber networks and by
introducing legislative regulations, we reach different ways of implementing optical fiber
cables. Thus, different installation solutions were explained and potential equipment for the
said solutions were herein described. After the analysis of the FTTH models and structures,
we considered technoeconomic characteristics, that is, we analysed the profitability of optical-
fiber networks in both urban and rural areas. In the final part of the thesis work, a conclusion
was drawn and the „Kabel X“ technology explained, as one of the possible alternative
solutions, which brings about a time- saver and financial saving solution for the installation of
optical-fiber cabels in an access passive network.
prof. Karla Golja Milevoj
Planiranje i instalacija pasivnih pristupnih svjetlovodnih mreža
II
SADRŽAJ:
1. UVOD ................................................................................................................................... 1
1.1. OPIS I DEFINICIJA PROBLEMA ........................................................................................................ 1
1.2. CILJ I SVRHA RADA ......................................................................................................................... 2
1.3. HIPOTEZA ...................................................................................................................................... 2
1.4. METODE RADA .............................................................................................................................. 2
1.5. STRUKTURA RADA ......................................................................................................................... 3
2. SVJETLOVODNE NITI I IZVORI .................................................................................. 4
2.1. RAZVOJ SVJETLOVODNE TEHNIKE ................................................................................................. 5
2.2. FIZIKA SVJETLOVODA ..................................................................................................................... 6
2.3. OSNOVNI SVJETLOVODNI PRIJENOSNI SUSTAV ............................................................................. 8
2.4. SVJETLOVODNE NITI ...................................................................................................................... 9
2.5. VRSTE SVJETLOVODNIH NITI........................................................................................................ 10
2.6. ZNAČAJKE NITI ............................................................................................................................. 12
2.6.1. GUŠENJE ..................................................................................................................................... 12
2.6.2. ZAŠTITA SVJETLOVODNIH NITI .................................................................................................. 13
2.7. SVJETLOSNI IZVORI ...................................................................................................................... 14
2.7.1. SVJETLEĆE DIODE, LED-OVI ........................................................................................................ 14
2.7.2. LASERI, LASERSKE DIODE .......................................................................................................... 15
3. STRUKTURA PASIVNOG DIJELA PRISTUPNE SVJETLOVODNE MREŽE .... 17
3.1. KABELI ......................................................................................................................................... 19
3.2. RAZDJELNICI ................................................................................................................................ 25
3.3. SPOJNICE ..................................................................................................................................... 27
3.4. KONEKTORI .................................................................................................................................. 28
3.5. ZAVRŠNE I PRESPOJNE VRPCE ..................................................................................................... 31
3.6. DISTRIBUTIVNA TELEKOMUNIKACIJSKA KANALIZACIJA .............................................................. 32
3.6.1. ZDENCI ...................................................................................................................................... 32
3.6.2. DTK ZAŠTITNE CIJEVI ................................................................................................................ 33
3.7. ZAKONSKA REGULATIVA .............................................................................................................. 34
3.7.1. RAZVOJ I PLANIRANJE SVJETLOVODNE DISTRIBUCIJSKE MREŽE ............................................... 35
3.7.2. TEHNIČKI UVJETI ZA IZGRADNJU SVJETLOVODNE DISTRIBUCIJSKE MREŽE .............................. 36
4. INSTALACIJA KABELA ............................................................................................... 37
4.1. POLAGANJE KABELA U DTK .......................................................................................................... 37
4.2. MIKROCIJEVNI SUSTAV ................................................................................................................ 38
4.3. SAMONOSIVE INSTALACIJE ......................................................................................................... 39
4.4. OPREMA ZA UPUHIVANJE ........................................................................................................... 39
4.4.1. HYDROCAT ................................................................................................................................ 39
4.4.2. HIDRAULIČKI MODUL ............................................................................................................... 40
4.4.3. AIR COOLER .............................................................................................................................. 41
4.5. SPAJANJE SVJETLOVODNIH NITI .................................................................................................. 41
5. FTTH ................................................................................................................................. 43
5.1. TOČKA – TOČKA, P2P ................................................................................................................... 44
Planiranje i instalacija pasivnih pristupnih svjetlovodnih mreža
III
5.2. TOČKA – VIŠE TOČAKA, P2MP ...................................................................................................... 45
5.3. ARHITEKTURA FTTH MREŽA ........................................................................................................ 46
5.3.1. FTTH MREŽE URBANIH PODRUČJA ........................................................................................... 47
5.3.2. FTTH MREŽE RURALNIH PODRUČJA .......................................................................................... 47
5.3.3. FTTH MREŽE POSLOVNIH PODRUČJA ....................................................................................... 47
5.4. USPOREDBA CIJENA I BRZINA ...................................................................................................... 48
5.5. TEHNO- EKONOMSKA OBILJEŽJA ................................................................................................. 49
6. ZAKLJUČAK ................................................................................................................... 52
7. PRIJEDLOG MOGUĆIH RJEŠENJA ZA DALJNJI RAD ........................................ 53
8. POPIS LITERATURE ..................................................................................................... 54
8.1. KNJIGE: ........................................................................................................................................ 54
8.2. ČLANCI, RADOVI, STUDIJE: .......................................................................................................... 54
8.3. ZAKONI I PRAVILNICI.................................................................................................................... 54
8.4. INTERNET STRANICE: ................................................................................................................... 54
9. POPIS SLIKA, TABLICA I KRATICA ........................................................................ 56
9.1. POPIS SLIKA: ................................................................................................................................ 56
9.2. POPIS TABLICA: ............................................................................................................................ 57
9.3. POPIS KRATICA: ........................................................................................................................... 58
Planiranje i instalacija pasivnih pristupnih svjetlovodnih mreža
1
1. UVOD
Razvojem telekomunikacijske tehnologije dolazi do povećanja potražnje za usluge kao što
su veće brzine pristupa internetu i paketa usluga kao što je televizija visoke rezolucije HDTV1
+ brzina pristupa internetu 20/768 Mbit/s (20 megabita u sekundi silazno tj. download i 768
kilobita u sekundi uzlazno tj. upload) + Voip2. Pošto su sadašnje širokopojasne usluge
bazirane na tehnologiji koja koristi bakar,zahtjevi za navedenim servisima doveli su do
ograničenja bakrene parice kao prijenosnog medija. Prednost bakrenih pristupnih mreža je u
tome što se iste već godinama upotrebljavaju, te je hjihov stupanj pokrivenosti vrlo visok.
Ograničavajući faktori kao što su frekvencijske karakteristike, interferencije i podložnost
atmosferskim utjecajima, doveli su do potrebe za izgradnjom bržih i kapacitetima većih
tehnologija kao što su svjetlovodne pristupne mreže.
1.1. OPIS I DEFINICIJA PROBLEMA
Postojeća pristupna bakrena mreža izložena je sve većim zahtjevima za pojasnom
širinom odnosno brzinama prijenosa, što zahtjeva stalna ulaganja u rekonstrukciju i
održavanje. S druge strane sve veći broj korisnika širokopojasnih usluga unutar postojećih
bakrenih kabela ruši kvalitetu traženih usluga. Kako se planira investiranje u skraćenje
korisničke petlje i uvođenje novih bakrenih kabela poboljšanih karakteristika koji bi mogli
odgovoriti na trenutne zahtjeve tržišta, da bi se zadovoljilo, osim trenutnih zahtjeva korisnika
i one zahtjeve koji vrlo skoro slijede, mora se razviti trajnije rješenje kvalitetnog pružanja
širokopojasnih usluga.
Jedna od prihvaćenih tehnologija, koja sigurno omogućava kvalitetno pružanje širokopojasnih
usluga svakom korisniku danas, ali i u sagledivoj budućnosti je tzv. FTTH (Fiber To The
Home) tehnologija. Sustavna primjena svjetlovoda determinirana je s nekoliko faktora:
svojstva i mogućnosti postojeće infrastrukture, zahtjevi tržišta, zakonska regulativa, visina i
vremenski okvir ulaganja.
1 HDTV- eng. High-Definition Television
2 Voip- eng. Voice over Internet Protocol, komunikacijska tehnologija koja omogućava prijenos zvučne
komunikacije preko internetske mreže.
Planiranje i instalacija pasivnih pristupnih svjetlovodnih mreža
2
1.2. CILJ I SVRHA RADA
Objasniti svjetlovodne niti i elemente pasivnih svjetlovodnih mreža. Analizirati i
usporediti moguće modele projektiranja i izgradnje pasivnih pristupnih mreža ovisno o tipu i
strukturi naselja zbog planiranih ali i očekivanih promjena u zahtjevima tržišta vezanih za
prijenosne kapacitete.
1.3. HIPOTEZA
Razvoj infrastrukture svjetlovodnih mreža zasigurno je sljedeći korak pri unapređenju
telekomunikacijskih mreža s obzirom na način života i društvo koje se oslanja na
konvergenciji širokopojasnih usluga preko jedne mreže (glasovna komunikacija, društveno
umrežavanje, obrazovanje putem interneta, televizija visoke rezolucije). Upoznavanjem sa
elementima pasivnih svjetlovodnih mreža i načinima instalacije, možemo kvalitetno planirati
i implementirati infrastrukturu. Pravilnim odabirom modela mreža, gledajući pritom na vrstu
korisnika (privatni ili poslovni) i zahtjeve koje trebamo ispuniti, možemo doći do značajnih
ušteda prilikom realizacije pasivnih pristupnih svjetlovodnih mreža.
1.4. METODE RADA
U radu su korištene sljedeće metode rada:
- opisna,
- analiza,
- sinteza,
- indukcija i
- dedukcija.
Od računalnih programa korišteni su sljedeći:
- MS Word i
- MS Excel.
Planiranje i instalacija pasivnih pristupnih svjetlovodnih mreža
3
1.5. STRUKTURA RADA
Rad je strukturiran u 7 poglavlja. U prvom, uvodnom poglavlju definirana je
problematika korištenja postojećih pristupnih mreža, Definirana je i polazna hipoteza, cilj i
svrha rada, metode rada te je objašnjena struktura rada.
Drugo poglavlje posvećeno je svjetlovodnim nitima i svjetlosnim izvorima tj. opisuju
se led diode i laserske diode. Svjetlovodne su niti dielektrični valovodi elektromagnetske
energije valnih duljina od vidljivog spektra do bliskog infracrvenog spektra. Prikazani su i
objašnjeni zakoni fizike za svjetlovode kao i shema osnovnog svjetlovodnog sustava.
Treće poglavlje obrađuje strukturu pasivnog dijela pristupne svjetlovodne mreže.
Mreža koja spaja svakog krajnjeg korisnika na pristupni čvor naziva se pristupna mreža.
Pristupna svjetlovodna mreža (PON) je najkompliciraniji i najskuplji dio svjetlovodne
infrastrukture. Pasivni dio pristupne svjetlovodne mreže se dijeli na tri prostorne cjeline:
centrala, mreža i kućna instalacija koje se odvojeno projektno i troškovno planiraju.
Objašnjeni su elementi i njihove karakteristike. Također je navedena zakonska regulativa koje
se treba pridržavati prilikom planiranja i instalacije PON mreža.
Četvrti dio rada posvećen je izgradnji pristupne mreže, tj. instalaciji kabela. Najčešče
rješenje izgradnje pristupnih mreža jest polaganje svjetlovodnih kabela u distributivnu
kabelsku kanalizaciju DTK. Instalacija, tj. polaganje kabela se može izvoditi upuhivanjem
kabela u PEHD cijevi gdje uvjeti to dozvoljavaju, ili ručno sa ili bez korištenja sajle za
predvuču. Prilikom instalacije svjetlovodnih kabela tehnikom upuhivanja koriste se razni
strojevi i alati. Jedan od primjera je Hydrocat njemačkog proizvođača Lancier Cable GmbH,
koji koristi kombinaciju upuhivanja i potiskivanja.
U petom poglavlju odrađuje se arhitehtura pristpne svjetlovodne mreže. Prema tipu
naselja i strukturi objekata koje povezuju pristupne mreže se djele na urbane, ruralne i
poslovne. Prema modelu projektiranja pristupnih mreža, djele se na P2P (Točka-Točka) i
P2MP (Točka-Više točaka). Uspoređene su cijene širokopojasnih usluga preko bakrene parice
i svjetlovodne niti, te su prikazane razlike u brzinama skidanja sadržaja različitim
tehnologijama. Navedena su i tehno - ekonomska obilježja pristupnih FTTH mreža.
U završnom dijelu rada donesen je zaključak i prijedlog mogućih rješenja za daljnji
rad, postavljen je popis slika, tablica i kratica, te popis literature koja je korištena prilikom
izrade ovog završnog rada.
Planiranje i instalacija pasivnih pristupnih svjetlovodnih mreža
4
2. SVJETLOVODNE NITI I IZVORI
Svjetlovodna je tehnika (ili fiber optika) dio optoelektronike koja se bavi prijenosom
svjetlosti kroz vrlo tanke staklene niti ili niti od nekog drugog transparentnog materijala.
Svjetlovodne su niti dielektrični3 valovodi elektromagnetske energije valnih duljina od
vidljivog spektra do bliskog infracrvenog spektra. Da bi zadovoljile različite zahtjeve
prilikom ugradnje, niti moraju biti savitljive i neosjetne na uvrtanje.4
Slika 1: Frekventni spektar
Izvor: www.cis.hr, 25.04.2013.
3 Dielektrik = grčki dia (kroz) + elektrik; dielektrik je materijal kroz koji prolazi električno polje, ali sam ne
provodi električne naboje 4 Tomislav Brodić, Goran Jurin, Svjetlovodna tehnika, Tehnički fakultet, Sveučilište u Rijeci, Rijeka, 1995., str. 15.
Planiranje i instalacija pasivnih pristupnih svjetlovodnih mreža
5
2.1. RAZVOJ SVJETLOVODNE TEHNIKE
Britanski fizičar John Tyndall (1842. – 1919.) smatra se osnivačem svjetlovodne
tehnike. On je 1868. godine izveo eksperiment sa spremnikom vode pri kojemu je otkrio da
svjetlost slijedi protok vode koja utječe i istječe iz spremnika i time je dokazao da se svjetlost
može širiti i po zakrivljenoj putanji.
Slika 2: John Tyndall
Izvor: www.timbercon.com, 22.04.2013.
Teorija širenja elektromagnetskih valova po dielektričnim valjcima razrađena je 1910.
godine te se počela primjenjivati za prijenos svjetlosti u različitim uređajima za osvjetljenje
(gastroskop, bronhoskop i dr.) te za prijenos slike (fiberskop).
Početkom pedesetih godina prošlog stoljeća nakon dugog niza godina istraživačkog
rada i brojnih spoznaja važnih za propagaciju5 svjetla, te otkrića lasera kao izvora svjetlosti,
započinje era svjetlovoda u telekomunikacijama.
Godine 1960. Amerikanac Mainman u Bell-ovim laboratorijima otkriva prvi izvor
koherentne svijetlosti – laser od rubina onečišćenog kromom.
Godine 1963. engleska tvrtka STL6 proizvodi prve svjetlovodne niti čije je prigušenje
bilo oko 3000 dB/km7, s dometom od dvadesetak metara. Promjena indeksa loma između
jezgre i odraznog plašta tadašnjih svjetlovoda je bila stupnjevita.
5 gušenje, plašt
6 STL- Standard Telecommunication Laboratories
7 dB/km (decibela po kilometru)
Planiranje i instalacija pasivnih pristupnih svjetlovodnih mreža
6
1968. godine u Bellovim laboratorijima otkriven je prvi poluvodički laser, koji je
mogao raditi i na sobnoj temperaturi. Iste godine engleska tvrtka STL proizvodi prve
višemodne svjetlovodne niti s kontinuiranom promjenom indeksa loma- gradijentne niti.
Godine 1970. američka tvrtka Corning Glass proizvodi prve svjetlovodne niti s
prigušenjem manjim od 20 dB/km, što se već moglo koristiti za prijenos signala u
telekomunikacijama.
1975. godine proizvode se svjetlovodne niti s prigušenjem manjim od 1 dB/km, što je
bilo jednako prijenosnim svojstvima valovoda8. Iste godine instaliran je prvi svjetlovodni
telekomunikacijski kabel u Dorsetu (Engleska) u dužini od 9 km.
1996. godine europske i američke komunikacijske tvrtke pustile su u rad potpuno
nove svjetlovodne kablove koji su postavljeni preko Atlanskog i Pacifičkog oceana.9
2.2. FIZIKA SVJETLOVODA
Za gibanje svjetlosti unutar svjetlovodne niti, vrijede 2 zakona fizike:
1. Zakon odbijanja svjetlosti (refleksija) i
2. Snelliusov zakon loma svjetlosti (refrakcija).
ZAKON REFLEKSIJE SVJETLOSTI α ꞊ β
Kut upadanja zrake svjetlosti u nit jednak je kutu odbijanja (refleksije), a zraka koja
upada i koja se odbija leže u istoj ravnini koja je okomita na površinu odbijanja, slika 3.
Ukoliko zraka svjetlosti upada u svjetlovodnu nit pod određenim kutom (kritični kut ili veći)
dolazi do potpune ili totalne refleksije svjetla unutar niti, odnosno do gibanja.
Slika 3: Totalna refleksija
Izvor: Matoničkin G. (2007), Elektromagnetski valovi u nastavi fizike, Diplomski rad. Zagreb:
Prirodoslovno-matematički fakultet, str. 24.
8 Valovodi- prvi pravi širokopojasni telekomunikacijski vodovi i ujedno prvi kojima se elektromagnetski signal
više ne prenosi kao struja, nego se nevidljivi elektromagnetski valovi prostiru kroz unutrašnjost šupljih vodiča.
9 Mikula Miroslav, Razvoj telekomunikacija, Školska knjiga, Zagreb, 1994., str. 105.
Planiranje i instalacija pasivnih pristupnih svjetlovodnih mreža
7
SNELLIUSOV ZAKON LOMA SVJETLOSTI (REFRAKCIJA)
Svjetlo se unutar različitih materijala prostire različitom brzinom. Kako se svjetlost
smatra elektromagnetskim valom, prolaskom kroz drugi materijal, brzina se smanjuje ovisno
o dielektričnim i magnetskim svojstvima materijala. Najveća brzina se ostvaruje u vakuumu.
Prilikom prelaska svjetlosne zrake iz vakuuma u neki drugi materijal dolazi do promjene
smjera svjetlosne zrake, odnosno do loma svjetlosti. Kvocijent brzine svjetlosti u vakuumu i
nekom drugom materijalu predstavlja koeficijent koji se naziva indeks loma n. Indeks loma
je mjera svjetlosne gustoće niti te za vakuum iznosi: n=1.
Prilikom prelaska svjetla iz jednog materijala i drugi (rjeđi u gušći ili obratno) dolazi do loma
jednog dijela svjetla i refleksije.
Slika 4: Lom svjetlosti
Izvor: Matoničkin G. (2007), Elektromagnetski valovi u nastavi fizike, Diplomski rad. Zagreb:
Prirodoslovno-matematički fakultet, str. 25.
Na slici iznad prikazane su tri mogućnosti loma svjetlosti prilikom prelaska svjetla iz
jednog materijala u drugi (iz gušćeg u rjeđe). Zraka svjetlosti koja upada i zraka koja se lomi
leže u ravnini okomitoj na granicu materijala.
Za prvu mogućnost prema Snellovom zakonu vrijedi da je: n1 sin α1 = n2 sin γ1.
Ako se upadni kut α2 poveća dolazi se do kritičkog kuta upada γ2 koji iznosi 90º.
Ako se upadni kut α3 još više povećava dolazi do potpune refleksije, odnosno do mogućnosti
gibanja svjetlosti unutar istog materijala.
Planiranje i instalacija pasivnih pristupnih svjetlovodnih mreža
8
2.3. OSNOVNI SVJETLOVODNI PRIJENOSNI SUSTAV
Slika 5:Blok shema osnovnog svjetlovodnog prijenosnog sustava
Izvor: Tomislav Brodić, Goran Jurin, Svjetlovodna tehnika, Tehnički fakultet, Sveučilište u Rijeci,
Rijeka, 1995., str. 31.
Na slici iznad vidi se blok shema osnovnog svjetlovodnog prijenosnog sustava.
Sustav se sastoji od sljedećih elemenata:
- Modulator,
- Svjetlosni izvor,
- Svjetlovodna nit,
- Foto detektor,
- Pretpojačalo i
- Sklop za obnavljanje signala.
Električni se signal dovodi na predajnik koji se sastoji od modulatora i svjetlosnog
izvora. Modulator prima električni signal i pretvara ga u struju koja pobuđuje svjetlosni izvor.
Izbor modulatora ovisi o struji koja je potrebna za rad svjetlosnog izvora. Svjetlosni izvori za
svjetlovodnu nit moraju biti malih dimenzija,monokromatski, usmjereni, brzi i pouzdani.
Zadatak svjetlosnog izvora je da isijava što više svjetlosti u nit te da njegova brzina ne bude
prepreka modulaciji koja omogućava prijenos signala što većeg protoka. Radni vijek
svjetlosnoga izvora mora biti dug. Svjetlovoda nit je medij pomoću kojeg se ostvaruje
prijenos svjetlovodnog signala od predajnog dijela prema prijamnom. Svjetlost se zbog niza
refleksija kroz svjetlovodnu nit prenosi od ruba do ruba između jezgre (unutarnji cilindar) i
omotača (vanjski cilindar). Za nastajanje refleksije, upadni (prijamni) kut svjetlosnog snopa,
kod unošenja u nit mora biti dovoljno malen.
Svjetlosni ili foto detektor prima svjetlosni signal iz svjetlovodne niti i pretvara ga u
električnu struju. Kao svjetlosni detektori koriste se fototranzistori, PiN- diode i lavinske
Planiranje i instalacija pasivnih pristupnih svjetlovodnih mreža
9
fotodiode. Zadatak je pretpojačala da primi signal od detektora i pretvori ga u pojačani
naponski signal.10
2.4. SVJETLOVODNE NITI
Svjetlovodne niti su transparentni dielektrični cilindri obavijeni drugim transparentnim
dielektričnim cilindrom kako je prikazano na slici ispod.
Slika 6: Svjetlovodna nit
Izvor: www.cis.hr, 25.04.2013.
Svjetlost se zbog niza refleksija kroz svjetlovodnu nit prenosi od ruba do ruba između
jezgre (unutarnji cilindar) i omotača (vanjski cilindar) kao na slici 7. Reflekcije su moguće
zbog velikog indeksa loma jezgre n1 i manjeg indeksa loma omotača n2. Indeks loma je mjera
svjetlosne gustoće niti. Indeks loma jezgre veći je od indeksa loma omotača za 0,5-2%.
Svjetlost se zbog niza refleksija kreće kroz nit od jednog do drugog boka. Za nastajanje
refleksije, upadni (prijamni) kut svjetlosnog snopa, kod unošenja u nit mora biti dovoljno
velik.11
Slika 7: Prostiranje svjetlosti kroz svjetlosnu nit
Izvor: www.cis.hr, 25.04.2013.
10
Tomislav Brodić, Goran Jurin, Svjetlovodna tehnika, Tehnički fakultet, Sveučilište u Rijeci, Rijeka, 1995., str. 15. 11
Tomislav Brodić, Goran Jurin, Svjetlovodna tehnika, Tehnički fakultet, Sveučilište u Rijeci, Rijeka, 1995., str. 19.
Planiranje i instalacija pasivnih pristupnih svjetlovodnih mreža
10
Kako bi se svjetlosni snop unutar jezgre odbijao, odnosno slobodno kretao kroz jezgru
svjetlovodne niti, preko jezgre se postavlja omotač različitog indeksa loma. Omotač služi kao
ogledalo za refleksiju svjetlosnoga snopa bez gubitka snage. Zadatak omotača je i
sprječavanje ulaska svjetlosti u susjedne niti, jer se niti unutar kabela sprežu u snopove, ali i
zbog samog povećanja čvrstoće niti.
Svjetlovodne niti se uglavnom izrađuju od silicijskog dioksida (SiO2) sa dodanim malim
primjesama germanija ( za povećanje indeksa loma jezgre) i flora (za smanjenje indeksa loma
plašta). SiO2 je pogodan za izradu niti uz nisko gušenje i zbog jednostavnosti proizvodnje
čistog SiO2 iz kvarcnog stakla.
Niti mogu biti izrađene od stakla ili plastike12
ili od kombinacije materijala, npr.
staklena jezgra-stakleni omotač, plastična jezgra-plastični omotač i staklena jezgra-plastični
omotač.
2.5. VRSTE SVJETLOVODNIH NITI
Ovisno o vrsti izvedbe, svjetlovodne niti se dijele na jednomodne ili monomodne (eng.
Singlemode Fiber) i na višemodne ili multimodne (engl. Multimode Fiber).
Kroz jezgru jednomodne niti prolazi jedan mod odnosno jedan prijenosni kanal kojim se širi
zraka svjetlost, za razliku od višemodnih niti kroz koje prolaze stotine i tisuće modova.
Obzirom na geometrijske karakteristike svjetlovodnih niti, odnosno na način širenja
svjetla unutar jezgre, mogu se podijeliti u tri osnovne skupine:
1. višemodna nit sa skokovitom (stepenastom) promjenom indeksa loma,
2. višemodna nit sa kontinuiranom (postupnom) promjenom indeksa loma i
3. jednomodna nit.13
12
Za izradu svjetlovodnih niti osim kvarcnog stakla koristi se i plastična masa, polimera 13
www.cis.hr, preuzeto 25.04.2013.
Planiranje i instalacija pasivnih pristupnih svjetlovodnih mreža
11
Slika 8: Vrste svjetlovodnih niti
Izvor: www.cis.hr, 25.04.2013.
Na slici iznad prikazana je podjela svjetlovodnih niti prema geometrijskim karakteristikama.
Kod višemodnih niti sa skokovitom promjenom indeksa loma postoji više mogućih
putova širenja svjetlosne zrake koje dovodi do proširenja tj. disperzije14
zrake svjetlosti koja
se širi svjetlovodnom niti. Pojava disperzije dovodi do smanjenja brzine prijenosa signala.
Dimenzije ovih svjetlovodnih niti su najčešće 50/125 μm (jezgra/omotač) i 62,5/125 μm.15
Kod višemodne niti sa kontinuiranom promjenom indeksa loma, indeks loma se
mijenja u koncentričnim kružnicama. Zrake svijetlosti se ne odbijaju u diskretnoj točci, već se
postupno zakrivljuju i dolazi do sinusoidalne putanje unutar jezgre niti. Dimenzije ovih
svjetlovodnih niti su najčešće 50/125 μm i 62,5/125 μm.
Kod jednomodnih niti, kroz jezgru prolazi samo jedan mod svjetlosti uzduž centralne
osi. Koriste se za ostvarivanje najvećih brzina prijenosa signala, jer nema gubitaka zbog
proširenja, te nema gubitaka zagrijavanja i gušenja. Zbog prolaska samo jednog moda promjer
jezgre je manji nego kod višemodnih niti te najčešće iznosi 9 μm sa omotačem od 125 μm.
14
Disperzija- Prigodom prolaska impulsa svjetlosti kroz svjetlovodnu nit ne mijenja se samo njegova amplituda
nego i oblik. Impuls se proširuje te se ta pojava zove disperzija. Ukupna disperzija posljedica je dviju vrsta
disperzija: višemodne (intermodne) i kromatske (intramodne) disperzije. 15
Za usporedbu, jedna vlas ljudske kose ima promjer oko 100 μm
Planiranje i instalacija pasivnih pristupnih svjetlovodnih mreža
12
2.6. ZNAČAJKE NITI
Tijekom projektiranja pristupne svjetlovodne mreže potrebno je uzeti u obzir temeljne
karakteristike svjetlovodnih niti, a to su: numerička apertura (ili numerička otvorenost) NA,
disperzija, gušenje, širina propusnog opsega, vrijeme porasta i jakost niti. Osim navedenih
karakteristika mogu se još uzeti u obzir veličina, oblik i dopušteni polumjer savijanja niti.
Prilikom projektiranja, nužno je posjedovati podatke o strukturnim parametrima niti te
njihovim prijenosnim karakteristikama.
2.6.1. Gušenje
Pod pojmom gušenje smatra se gubitak ili smanjenje signala koji se prenosi. Prigodom
širenja po svjetlovodnoj niti usmjereni modovi gube dio energije koju prenose zbog rasipanja
i apsorpcije svjetlosti u jezgri svjetlovoda. Ti su gubici snage posljedica:
-raspršenja svjetlosti na submikroskopski malim nehomogenostima materijala, po
svojim dimenzijama znatno manjim od valne duljine primijenjenog zračenja,
-apsorpcije i rasipanja svjetlosti u materijalu koje sadrži ione nekih primjesa i
-nepoželjnih promjena strukture moda uzduž svjetlovoda, npr. zbog pretvaranja
usmjerenih modova u modove omotača i rasipanje svjetlosti zbog savijanja ili mikrosavijanja,
zatim raznih efekata i mikroskopski malih neujednačenosti u jezgri i niti.16
Osim ovih gubitaka, pojavljuju se gubici kao posljedica prisustva prašine ili ogrebotina za
koje je odgovoran čovjek, kao i gubici kao posljedica nečistoće kvarcnog stakla.
U prvim su se komercijalnim komunikacijskim sustavima sa svjetlovodnim nitima
upotrebljavale valne duljine 800-900 nm, jer su tadašnji najbolji svjetlosni izvori radili u tom
području. Prigušenje je na tim valnim duljinama bilo od 2 do 3 dB/km. Danas većina uređaja i
prijenosnih sustava preko svjetlovodnih niti radi na valnim duljinama 1250-1300 nm sa
prigušenjem manjim od 0,4 dB/km. Još se upotrebljavaju i valne duljine od oko 1550 nm koje
imaju prigušenje manje od 0,3 dB/km.
U tablici 1 prikazane su karakteristike komercijalno pristupačnih niti.
16
Tomislav Brodić, Goran Jurin, Svjetlovodna tehnika, Tehnički fakultet, Sveučilište u Rijeci, Rijeka, 1995., str. 25.
Planiranje i instalacija pasivnih pristupnih svjetlovodnih mreža
13
Tablica 1: Komercijalno pristupačne niti manjeg prigušenja
Vrsta svjetlovodnih
niti
Jednomodne Višemodne
Prigušenje (dB/km)
na 850 nm
na 1300 nm
na 1550 nm
-
0,30 – 0,45
0,20 – 0,30
2,5 – 2,8
0,5 – 0,8
-
2,7 – 3,2
0,5 – 0,7
-
Promjer jezgre (µm) 9 ± 1 50 ± 3 62,5 ± 3
Promjer omotača (µ) 125 ± 3 125 ± 2 125 ± 3
Numerička apertura - 0,20 ± 0,015 0,275 ± 0,015
Valna duljina
odsijecanja λC (nm)
1180 – 1310 - -
Disperzija
(ps/nm·km) u
području:
1285 + 1330 nm
1270 + 1350 nm
1550 nm
< 3,5
< 6
< 20
-
-
-
-
-
-
Frekvencijski opseg
(MHz·km) u
području:
850 nm
1300 nm
-
-
200 – 400
200 – 1200
160 – 300
200
800
Izvor: Tomislav Brodić, Goran Jurin, Svjetlovodna tehnika, Tehnički fakultet, Sveučilište u Rijeci,
Rijeka, 1995., str. 31.
2.6.2. ZAŠTITA SVJETLOVODNIH NITI
Razlikuju se tri oblika zaštitnih slojeva na nitima:
1. Plašt od jednog sloja tvrdog polimera ( nekada sa tankim podslojem mekog polimera)
koji se čvrsto veže na nit.
2. Sloj polimera u obliku cjevčice izrađene od vrpce. Nit se nalazi unutar glatke cjevčice
i može se slobodno pomicati, stjenke cjevčice mogu biti i višeslojne. Materijal za
izradu cjevčica mora biti čvrsti, ali elastičan.
3. Sloj zaštitnog polimera u obliku cjevčice unutar koje se nalazi nit. Prostor između niti
i stjenke cjevčice ispunjava se vodonepropusnim materijalom, npr. želatinom. 17
17
Tomislav Brodić, Goran Jurin, Svjetlovodna tehnika, Tehnički fakultet, Sveučilište u Rijeci, Rijeka, 1995., str. 33.
Planiranje i instalacija pasivnih pristupnih svjetlovodnih mreža
14
Zaštitne se cijevčice obično izrađuju od termoplastičnog materijala, kao npr. polibitultereftalat
(PBTP) ili polimid 2 (Pa2) u različitim bojama. Želatinska masa kojom se ispunjava prostor
između cjevčice i niti također služi za održavanje niti u središtu cjevčice. Tako se spriječava
trenje između stjenke i niti i izbjegavaju se mikrosavijanja nastala zbog ispupčenja na
unutarnjoj površini stjenke cjevčice.
2.7. SVJETLOSNI IZVORI
Svjetlosni izvori za svjetlovodnu nit moraju biti malih dimenzija,monokromatski,
usmjereni, brzi i pouzdani. Zadatak svjetlosnog izvora je da isijava što više svjetlosti u nit te
da njegova brzina ne smije biti prepreka modulaciji koja omogućava prijenos signala što
većeg protoka. Radni vijek svjetlosnoga izvora mora biti dug.
Zahtjevi koji mora zadovoljavati svjetlosni izvor u prijenosnim svjetlovodnim sustavima su:
snaga izvora, njegova pouzdanost i mogućnost modulacije.
Prilikom ocjene sposobnosti svjetlosnog izvora, razmatraju se sljedeći parametri:
- svjetlosna snaga,
- spektralni odziv,
- modulacijska svojstva i
- radni vijek.
Za određivanje svjetlosne snage nužne za prijenos informacije jednim transmisijskim
putem analiziraju se mjesta na kojima dolazi do gubitaka snage:
- gušenje u niti,
- gubici snage u svjetlosnom izvoru i detektoru,
- gubici snage na spoju svjetlosni izvor- nit i nit- detektor i
- gubici snage na spoju nit- nit.18
2.7.1. SVJETLEĆE DIODE, LED-ovi
LED (Light Emiting Diode- svjetleća dioda) je poluvodička komponenta koja
pretvara električnu energiju u u svjetlosnu, te kontinuirano zrači svjetlost.
18
Tomislav Brodić, Goran Jurin, Svjetlovodna tehnika, Tehnički fakultet, Sveučilište u Rijeci, Rijeka, 1995., str. 33.
Planiranje i instalacija pasivnih pristupnih svjetlovodnih mreža
15
Izbor materijala za svjetleće diode određuje se na osnovi željene boje ako dioda mora zračiti
vidljivu svjetlost, ili na osnovi nužne središnje valne duljine spektra zračenja za diodu koja
mora raditi u infracrvenome ili ultraljubičastom dijelu spektra.
Materijal koji se izabere za izradu svjetlećih dioda mora omogućiti izradu poluvodiča i
N i P tipa vodljivosti malog specifičnog otpora. Tako npr. SiC (silicijev karbid) s dodatkom
bora B zrači žuti dio vidljivog dijela spektra, s dodatkom aluminija Al plavi dio vidljivog
spektra, s dodatkom skandija Sc zeleni i s dodatkom berilija Be crveni dio vidljivog dijela
svjetlosnog spektra. Najčešći materijali pri izradi svjetleće diode su kombinacija GaAs
(galijev arsenid) i GaP (galijev fosfid). Dodavanjem aluminija galijev arsenidu dobivaju se
legure kojima se središnja valna duljina može mijenjati u širokom opsegu. Svjetleća dioda
emitira svjetlost kada je propusno polarizirana, tj. kada kroz nju prolazi struja.
Svjetleće se diode prikazane na slici ispod, primijenjuju u području valnih duljina od
800 – 900 nm i 1100 – 1600 nm kao najjednostavniji izvori svjetlosti. Radni vijek svjetlećih
dioda je 106
do 107 sati.
Slika 9: Svjetleća dioda
Izvor: http://hr.wikipedia.org, 25.04.2013.
2.7.2. LASERI, LASERSKE DIODE
Laseri su uređaji u kojima stimuliranom emisijom nastaje lasersko zračenje (engl.
Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation). Laseri su najčešći izvori svjetla u
svjetlovodnim telekomunikacijskim sustavima. Proizvode snažan uski snop koherentne
svjetlosti. Modulacijska frekvencija lasera može iznositi stotine MHz19
dok za svjetleće diode
modulacijska frekvencija iznosi nekoliko desetina MHz.
Laseri se dijele na kontinuirane lasere (daju neprekinut laserski snop) i pulsne lasere
(daju isprekidani laserski snop).
Laserska dioda izrađuje se od Ga-As (galijev arsenid) i Ga-Al-As (aluminijev galij
arsenid) spojeva. Laserske diode se još dijele na višemodne i jednomodne. Izlazna snaga
19
MHz – megaherc, milijun herca (1 MHz = 1·106 Hz),Hz- SI mjerna jedinica za frekvenciju, definira se kao jedan
ciklus periodičke pojave u sekundi
Planiranje i instalacija pasivnih pristupnih svjetlovodnih mreža
16
višemodne laserske diode, predviđene za neprekinuti rad iznosi nekoliko mW (milivata). Za
pulsne lasere izlazna snaga je veća, do nekoliko W (vata).20
Danas se proizvodi velik broj tipova dioda različitih karakteristika, oblika i dimenzija.
Laserske diode se također razlikuju i prema izboru materijala i postupku proizvodnje. Primjer
laserske diode vidi se na slici ispod.
Slika 10: Laserska dioda
Izvor: http://www.intenseco.com, 24.08.2014.
20
Tomislav Brodić, Goran Jurin, Svjetlovodna tehnika, Tehnički fakultet, Sveučilište u Rijeci, Rijeka, 1995., str. 53.
Planiranje i instalacija pasivnih pristupnih svjetlovodnih mreža
17
3. STRUKTURA PASIVNOG DIJELA PRISTUPNE
SVJETLOVODNE MREŽE
Pasivni dio pristupne svjetlovodne mreže dijeli se na tri prostorne cjeline: centrala,
mreža i kućna instalacija koje se odvojeno projektno i troškovno planiraju. Podjela
pristupne svjetlovodne mreže prikazana je na slici ispod.
Model 2a: GRADSKO PODRUČJE – STAMBENE ZGRADE
Klasični kabeli
ODF
(konektori)
O
D
F
CENTRALA
KABELSKI
ZDENACKUĆNA
INSTALACIJA
KABELSKI
ZDENAC
(D1)
SPOJNICA
MREŽA
Slika 11: Podjela pristupne svjetlovodne mreže
Izvor: Ranko Marović, Ivica Meštrović, Mario Sedlaček, Ivo Kraljik, Smjernice za izgradnju pasivnog
dijela FTTH mreže u T-HT-u, T-HT, 13.01.2008., str. 11.
Pod centralom se podrazumijeva dio mreže koji se nalazi unutar objekta u kojem se
nalazi aktivna i pasivna oprema . Pasivni elementi koji se nalaze unutar objekta centrale su:
- svjetlovodni razdjelnik (ODF- Optical Distribution Frame),
- međurazdijelnik (I-ODF),
- instalacijski kablovi i
- sprežnici ukoliko se ugrađuju na strani centrale.
Pod mrežom se podrazumijeva dio FTTH mreže između centrale i zgrada / objekata.
Svjetlovodna pristupna mreža se sastoji od glavne svjetlovodne mreže i distribucijske mreže.
Točka povezivanja dijelova mreža naziva se distribucijski čvor21
.
Glavna svjetlovodna mreža je dio pristupne mreže koja povezuje distribucijsku mrežu
i lokalnu centralu (čvor). Svjetlovodna distribucijska mreža je pasivna svjetlovodna mreža bez
aktivne opreme i opreme za dijeljenje kapaciteta, može biti izvedena kao podzemna i/ili
21
distribucijski čvor (pristupni čvor)- točka koncentracije svjetlovodne distribucijske mreže s jedne strane i spojnih svjetlovodnih kabela mrežnih subjekata s druge strane. Može biti smješten u kabinetu ili tehnološkom prostoru za smještaj elektroničke komunikacijske opreme
Planiranje i instalacija pasivnih pristupnih svjetlovodnih mreža
18
nadzemna, mora biti izvedena po modelu točka – točka, a povezuje krajnjeg korisnika i
distribucijski čvor.
Pod mrežu spadaju prvenstveno svjetlovodni kabeli koji su instalirani od razdjelnika
koji se nalazi u lokalnoj centrali (čvor), do razvodnog ormara unutar objekta (ENI22
) gdje se
priključuje usluga. Osim kabela, pod mrežu spadaju spojnice i sprežnici. Ukoliko se mreža
izgrađuje podzemno, u elemente mreže spada i distributivna telekomunikacijska kanalizacija
(DTK, kabelska kanalizacija). DTK se sastoji od mreža podzemnih cijevi od pogodnog
materijala, kabelskih zdenaca i galerija, a služi za instalaciju i zaštitu telekomunikacijskih
kabela.
Svjetlovodni kabeli koji se spajaju izravno na razdjelnik, bez međurazdjelnika trebaju
biti za univerzalnu primjenu (indoor-outdoor).
Razvodni ormar u objektu (ENI) namijenjen je za prihvat i prespajanje vanjskih kabela na
razvodne i priključne instalacijske kabele. Postavlja se u većini slučajeva nadžbukno, ali je
moguća i podžbukna montaža ukoliko se radi o objektima u izgradnji.
Pod kućnom instalacijom podrazumijevamo dio mreže od razvodnog ormara unutar
objekta do priključne kutije u stanu korisnika (ukoliko se radi o stambenim zgradama). Sastoji
se od razvodnih i priključnih instalacijskih kabela, etažnih ormarića i priključnih kutija.
Instalacijski kabeli se najčešće postavljaju nadžbukno, korištenjem nadžbuknih kanalica.
Stariji objekti rijetko imaju pripremljenu adekvatnu mrežu podžbuknih instalacija (kanala), a
izgradnja novih dodatno povećava trošak pa se ne preporuča osim u fazi izgradnje ili
rekonstrukcije samih objekata.
Razvodni kabeli povezuju glavni i etažni razvodni ormarić, a priključni kabeli povezuju
priključnu kutiju sa etažnim ormarićem. Prespajanje kabela u etažnim razvodnim ormarićima
izvodi se varenjem ili mehaničkim spajanjem niti u kazetama. U slučaju prespajanja varenjem
koristi se kazeta za spajanje jednog korisnika (SC - single circuit), dok se za slučaj
konektorskog prespajanja kabela mogu koristiti i kazete većeg kapaciteta prilikom
završavanja niti na završne vrpce (pig tail).
U kućnim instalacijama, zavisno o načinu postavljanja, složenosti trase, kutovima loma i sl., a
što kao za posljedicu ima male radijuse savijanja kabela (<3 cm), mogu se umjesto kabela sa
22
ENI- External Network Interface, sučelje vanjske pristupne elektroničke komunikacijske mreže, točka zaključenja koja određuje granicu između kabliranja vanjske pristupne mreže i kabliranja kućne instalacije
Planiranje i instalacija pasivnih pristupnih svjetlovodnih mreža
19
standardnim jednomodnim nitima (ITU-T preporuka G652D)23
koristiti kabeli s jednomodnim
nitima koje su manje osjetljive na savijanje (ITU-T preporuka G657A).24
Pod elemente pasivne svjetlovodne mreže spadaju svjetlovodni kabeli, razdjelnici,
spojnice bočne i dvostrane. Neizostavna komponenta su konektori koji služe za spajanje i
prespajanje niti te omogućuju kvalitetan i siguran rastavljivi spoj. Proizvodi se više različitih
tipova konektora, a montiraju se na završne i prespojne vrpce. Pod elemente pasivne
svjetlovodne mreže spada i DTK (kabelska kanalizacija) koja se sastoji od zaštitnih cijevi,
zdenaca i galerija.
3.1. KABELI
Svjetlovodni kabeli u pasivnim svjetlovodnim mrežama su elementi koji su instalirani
od razdjelnika do glavnog razvodnog ormara unutar objekta gdje se priključuje usluga.
Proizvode se različite vrste svjetlovodnih kabela s obzirom na područje primjene i na uvjete
koje moraju ispunjavati.
U telekomunikacijama se uglavnom koriste kabeli sa jednomodnim (SMF) nitima izrađenim
po preporuci ITU-T G.652, te u novije vrijeme i DSF, NDSF te ZWPF (preporuke ITU-T
G.653, ITU-T G.654, ITU-T G.655, ITU-T G.652C). Proizvode se uglavnom u segmentima
do 4 km (ponekad i 6 km), ovisno o duljini trase i zahtjevima. Kod proizvodnje podmorskih
kabela, duljine segmenta su znatno veće, te iznose 100 i više km.
Radi zaštite od oštećenja i pucanja niti prilikom instalacije, niti i cjevčice se unutar kabela
použavaju s određenim korakom zbog čega je duljina niti veća 1-2 % od duljine kabela.
Primjer svjetlovodnog kabela, s nemetalnim centralnim rasteretnim elementom, nitima
u cjevčicama i polietilenskim plaštem za polaganje u cijevi kabelske kanalizacije vidi se na
slici ispod.
Slika 12: Konstrukcija svjetlovodnog nemetalnog uvlačnog kabela tvrtke Corning
Izvor: http://catalog.corning.com, 24.08.2014.
23
ITU- International Telecommunication Union, međunarodna telekomunikacijska zajednica za informacije i komunikacijske tehnologije, sa sjedištem u Švicarskoj, Ženeva, oznaka G odnosi se na preporuke (G.650-G.659) o svjetlovodnim kabelima. 24
Ranko Marović, Ivica Meštrović, Mario Sedlaček, Ivo Kraljik, Smjernice za izgradnju pasivnog dijela FTTH
mreže u T-HT-u, T-HT, 13.01.2008., str. 11.
Planiranje i instalacija pasivnih pristupnih svjetlovodnih mreža
20
Svjetlovodne kabele možemo podijeliti na više načina ( prema primjeni, zaštiti,
materijalu, vrsti niti, konstrukciji, itd.)
FIZIKALNO - MEHANIČKA SVOJSTVA KABELA
Fizikalno-mehanička svojstva kabela jesu:
- velika prekidna čvrstoća,
- vodonepropusnost,
- dovoljna rasteretna zaštita za smanjenje gubitaka od mehaničkih naprezanja,
- toplinska stabilnost u radnom temperaturnom području,
- savitljivost i mogućnost polaganja po postojećim trasama,
- kemijska stabilnost,
- stabilnost na potrese i
- jednostavnost montaže i polaganja.25
Posebna pozornost na fizikalno-mehanička svojstva gleda se kada se koriste podmorski
svjetlovodni kabeli,osobito se gleda na vodonepropusnost.
PODJELA KABELA PREMA PRIMJENI
Prema primjeni svjetlovodni kabeli se djele na:
- uvlačne prilagođene za polaganje u DTK,
- podmorske koji su sličnih karakteristika kao uvlačni sa dodatnom zaštitom od prodora
vlage,
- kabele za postavljanje izravno u zemlju,
- instalacijske kabele koji se koriste za provlačenje unutar objekata i
- samonosive kabele prilagođene za nadzemnu mrežu zbog metalnih ili nemetalnih
nosivih elemenata.
UVLAČNI – kabeli koji su predviđeni za polaganje u DTK mrežu. Kabeli novijeg
datuma su uglavnom nemetalni, malih su dimenzija i težine. Izrađuju se u segmentima duljine
do 4 ili 6 km. Niti su postavljene u cjevčice ili u žljebove punjene tiksotropičnim gelom protiv
prodora vlage.
25
Tomislav Brodić, Goran Jurin, Svjetlovodna tehnika, Tehnički fakultet, Sveučilište u Rijeci, Rijeka, 1995., str. 33.
Planiranje i instalacija pasivnih pristupnih svjetlovodnih mreža
21
Slika 13: Konstrukcija svjetlovodnog nemetalnog uvlačnog kabela Elka SM 33
Izvor: www.gs.t.ht.hr, 25.04.2013.
Na slici iznad prikazana je konstrukcija svjetlovodnog nemetalnog kabela tvrtke Elka26
, sa 16
do 144 niti, gdje je:
1. Nemetalni centralni rasteretni element,
2. Petrolatna masa,
3. Cjevčica,
4. Tiskotropična masa,
5. Svjetlovodne niti,
6. Nosivi element,
7. Unutarnji plašt PE i
8. Vanjski plašt PE.
Kabel je namijenjen za ugradnju u telekomunikacijske i informacijske sustave za povezivanje
izdvojenih objekata, posebno u uvjetima jakih elektromagnetskih polja.
Vučna sila: 4-20 kN
Minimalni polumjer savijanja: 20 D
Dužina isporuke: 2000 ± 100m, 4000 ± 100m, 6000 ± 100m.27
U tablici 2 dani su konstrukcijski podaci svjetlovodnog kabela Elka SM 33.
26
ELKA je vodeća hrvatska tvrtka za proizvodnju kabela na tržištima Hrvatske, Bosne i Hercegovine i Slovenije.
Godine 2008. tvrtka ELKA kabeli i T-Hrvatski Telekom, vodeći pružatelj telekomunikacijskih usluga u Hrvatskoj,
potpisali su ugovor o isporuci optičkih i bakrenih telekomunikacijskih kabela u iznosu od 90 milijuna kuna. 27
www.gs.t.ht.hr, 25.04.2013.
Planiranje i instalacija pasivnih pristupnih svjetlovodnih mreža
22
U tablici se vidi debljina vanjskog i unutarnjeg plašta, promjer kabela u milimetrima i težina
kabela po kilometru dužine ovisno o broju niti koji se kreće od 16 do 144 niti.
Tablica 2: Konstrukcijski podaci kabela Elka SM 33
Izvor: www.gs.t.ht.hr, 25.04.2013.
PODMORSKI ( submarine, MTC ) – kabeli koji su po konstrukciji isti uvlačnim
kabelima s dodatkom vanjskih slojeva zaštite kako mehaničke tako i od prodora vlage
(armatura, višestruki polietilenski plašt, bubreća traka i dr.). Predviđeni su za polaganje ispod
površine mora do dubina od 100-200 metara. Podmorski kabeli predviđeni za dubine iznad 200
metara obavezno imaju bakrenu cjevčicu za zaštitu od prodora vlage u kojoj se nalaze niti, te
vanjsku armaturu u jednom ili više slojeva. Takvi kabeli proizvode se sa manjim brojem niti.
ZA IZRAVNO POLAGANJE U ZEMLJU – kabeli koji su po konstrukciji isti
uvlačnim kabelima s dodatkom vanjske zaštite (uglavnom čelična armatura) za mehaničku
zaštitu.
INSTALACIJSKI – kabeli koji se upotrebljavaju za provlačenje unutar objekata,
nemetalni su i ne podržavaju gorenje. Takvi kabeli imaju mali radijus savijanja, niti unutar
kabela uglavnom su zasebno zaštićene sekundarnom zaštitom i mogu se direktno postavljati na
konektore.
SAMONOSIVI – kabeli koji su prilagođeni za zračnu mrežu, vješanje na stupove ili po
objektima. Prvo su se proizvodili s čeličnim užetom kao rasteretnim elementom, dok su danas
u proizvodnji uglavnom s nemetalnim rasteretnim elementom bilo centralnim ili po plaštu.
Planiranje i instalacija pasivnih pristupnih svjetlovodnih mreža
23
Slika 14: Konstrukcija svjetlovodnog nemetalnog samonosivog kabela tvrtke Elka, Elkopt SM31
Izvor: www.gs.t.ht.hr, 25.04.2013.
Na slici iznad je prikazana konstrukcija svjetlovodnog nemetalnog samonosivog kabela tvrtke
Elka, model Elkopt SM31, gdje je:
1. Nosivi nemetalni element,
2. Mostić,
3. Nemetalni centralni rasteretni element,
4. Petrolatna masa,
5. Svjetlovodne niti,
6. Tiskotropični gel,
7. Cjevčica,
8. Nosivi element i
9. Plašt PE.
Karakteristike kabela:
- Nosivi nemetalni element: impregrirana aramidna vlakna, promjer ϕ = 3 mm,
- Širina mostića: 3,2 mm,
- Visina mostića: 1 mm,
- Minimalni polumjer savijanja: 20 D,
- Maksimalna vučna sila: 3 kN,
- Dužina isporuke: 2000 ± 100m; 4000 ± 100m28
.
28
www.gs.t.ht.hr, 25.04.2013.
Planiranje i instalacija pasivnih pristupnih svjetlovodnih mreža
24
PODJELA KABELA PO MATERIJALU
Prema materijalu svjetlovodni kabeli se djele na nemetalne i metalne. Kod nemetalnih
kabela za zaštitu ili za rasteretni element koriste se aramidna vlakna (primjer Kevlar) i ne
sadrže nikakve metalne elemente. Metalni kabeli uglavnom su stariji modeli kabela ili kabeli
za posebne namjene kao što su podmorski kabeli, koji imaju plašt od čelične armature ili
čelično uže kao rasteretni element.
PODJELA KABELA PO KONSTRUKCIJI
Prema konstrukciji, niti se u kabelima mogu nalaziti u širokim cjevčicama, uskim
cjevčicama ili u utorima.
- Široke cjevčice- niti se nalaze slobodne u cjevčicama punjenim tiskotropičnim gelom.
- Uske cjevčice- niti se nalaze sabijene unutar cjevčica, uglavnom kod instalacijskih
kabela.
- S utorima- niti ili grupa niti se nalazi unutar žljebova koji mogu biti punjeni
tiskotropičnim gelom. Niti mogu biti slobodne ili u trakama.
OZNAČAVANJE KABELA
Svjetlovodni kabeli se ozačavaju na više načina kao i ostali kabeli (najčešće različitim
bojama). Na plaštu kabela se nalazi naziv proizvođača, tip kabela i mjerna oznaka u metrima tj.
udaljenosti svakih jedan metar.
Osim vanjskih oznaka, u kabelu se radi potreba spajanja kabela označuje grupa i niti unutar
grupe. Uglavnom se koristi tehnika kodiranja bojom. Tako su cjevčice u kojima se nalaze niti
obojane različitim bojama ili ukoliko se nalaze u utorima tada se na elementu s željebovima
označava prvi žljeb i sljedeći smjerni. Niti su uvijek u grupi kodirane bojom. Svaki proizvođač
daje uz isporuku kabela i tablicu s bojama niti ( color coding ). Neki od standarda su:
Swisscom, DIN, ISO, IEC. U HT-u se obično upotrebljava DIN standard. Prema DIN
standardu redosljed boja niti od 1. do 12. je: crvena, zelena, plava, žuta, bijela, siva, smeđa,
ljubičasta, tirkizna, crna, narančasta, roza. Na slici 15. prikazana je tablica kodiranja niti
tvrtke Corning.29
29
Corning Cable Systems- vodeći svjetski proizvođač svjetlovodnih kabela i prateće opreme
Planiranje i instalacija pasivnih pristupnih svjetlovodnih mreža
25
Slika 15: Kodiranje niti bojom u kabelu tvrtke Corning
Izvor: http://www.a-com.com, 25.04.2013.
3.2. RAZDJELNICI
Svjetlovodni razdjelnici predstavljaju pasivnu opremu na kojoj završavaju
svjetlovodni kabeli. Zavisno o vrsti razdjelnika, veličini i lokaciji gdje se razdjelnik montira
svaka instalacija zahtijeva određene posebnosti.
Najčešće korišteni razdjelnici u HT-u su ugradni 19̋ razdjelnici kapaciteta 12-48
konektora koji se montiraju u komunikacijske ormare kako je prikazano na slici ispod.
Slika 16: Komunikacijski ormar
Izvor: autor
Planiranje i instalacija pasivnih pristupnih svjetlovodnih mreža
26
Slika 17: Ugradni 19̋ razdjelnik KGS FODU UR 48
Izvor: autor
Na slici 17. je prikazan ugradni 19̋ razdjelnik, model KGS FODU UR 48. Uz
razdjelnik dolaze i završne vrpce i adaptori.
Razdjelnik se montira prema navedenom uputstvu, a na njega završavaju niti tj. kabel bilo
instalacijski ili vanjski. Niti se spajaju na završne vrpce unutar samog razdjelnika, a konektori
se priključuju na adaptore postavljene na regleti.
Kao druga najčešća vrsta razdjelnika koji su u upotrebi su tzv. zidni razdjelnici ili
završne kutije, koji su uglavnom kapaciteta 12 niti, montiraju se na zid kao što je prikazano na
slici 18.
Planiranje i instalacija pasivnih pristupnih svjetlovodnih mreža
27
Slika 18: Zidni razdjelnik RIKO bez/sa poklopcem
Izvor: autor
Kod montaže razdjelnika potrebno je voditi brigu o pravilnoj ugradnji radi mogućnosti
pristupa (sa prednje, bočne, stražnje strane) tj. da se ostavi dovoljno prostora za pristup
prilikom prespajanja uređaja ili naknadno spajanje kabela.
Različiti razdjelnici imaju različite načine uvođenja kabela u razdjelnik, pa je potrebno
pripaziti o vrsti kabela i duljini koja se ostavlja kako bi se omogućio naknadni pristup. Ovo
treba posebno paziti kod montaže ugradnih razdjelnika u postojeće ormare gdje se najčešće
izravno ulazi s vanjskim uvlačnim kabelom. Događa se da zbog montaže u tijesnom prostoru,
male duljine očišćenog kabela, krutosti cijevčica i naknadno postavljenih vrpci nije moguće
pristupiti slobodnom dijelu razdjelnika.
3.3. SPOJNICE
Svjetlovodne spojnice služe za spajanje dionica svjetlovodnog kabela i za njegovo
račvanje. Zadatak spojnice je da osigura otpornost na temperaturne promjene (širenje i
sabijanje pri promjeni temperatura), na prodor vlake (posebno važno kod podzemnih
spojnica), na mehanička oštećenja i dr. Postoje različite vrste spojnica s obzirom na uvjete
gdje se ugrađuju (zdenci, stup, pod morem).
Spojnice se po načinu uvođenja kabela dijele na bočne i dvostrane. Uglavnom se
koriste bočne spojnice sa mehaničkim mehanizmom za zatvaranje. Ovakve spojnice se
Planiranje i instalacija pasivnih pristupnih svjetlovodnih mreža
28
montiraju unutar zgrada i u zdencima. Prednost ovih spojnica je jednostavnost i brzina
instalacije, kao i mogućnost naknadnih radova na spojnici kako bi se otklonio kvar ili kako bi
se priključili novi korisnici. Na slici ispod prikazana je bočna spojnica Raychem FOSC 400.
Slika 19: Bočna spojnica Raychem FOSC 400
Izvor: http://vols.nk-groupltd.ru, 24.08.2014.
Spojnica se sastoji od:
- baze- ulazi za kabel, prsten za brtvljenje i dr.,
- kućišta- poklopac spojnice,
- nosača- nosač na kojem se učvršćuju kabeli, reglete i dr. i
- regleta- jedna ili više regleta u kojoj se učvršćuju spojevi i namotavaju niti.30
3.4. KONEKTORI
Svjetlovodni konektori su komponente koje se montiraju na kraj svjetlovodne niti,
služe za spajanje i prespajanje niti te omogućavaju kvalitetan i siguran rastavljivi spoj.
Konektori se razlikuju po kučištu konektora. Uloga kučišta je osiguravanje čvrste veze
konektora sa odgovarajućim adaptorom na razdjelniku ili uređaju.
Za konektore su najznačajnija tri svojstva:
-gubici na spoju (0.1 do 1.0 dB),
-gušenje reflektiranog signala (-20dB do -60dB) i
-ponovljivost vrijednosti pri uzastopnom spajanju.
30
Ivica Meštrović, Ivo Kraljik,Uputstvo za izgradnju i održavanje svjetlovodne kabelske mreže, HT, studeni
2006., str.23.
Planiranje i instalacija pasivnih pristupnih svjetlovodnih mreža
29
Kako se u telekomunikacijama koristi prijenos po jednomodnim svjetlovodnim nitima,
kvalitetan spoj na konektoru je značajniji zbog malog promjera jezgre niti (iznosi 9 µm)
nego što je to kod višemodnih niti ili kod spajanja bakrenih kabela.
Tipovi konektora: ST, FC, FDDI, SC, LC, MT, E2000 i dr.
Neke od vrsta konektora prikazani su na slikama 20. do 24.
Slika 20: Konektor ST, Simplex, Single-mode
Izvor: http://www.indiamart.com, 24.08.2014.
Slika 21: Konektor FC, Simplex, Single-mode
Izvor: http://www.indiamart.com, 24.08.2014.
Slika 22: Konektor MTRJ, Duplex, Multi-mode
Izvor: http://www.indiamart.com, 24.08.2014.
Slika 23: Konektor LC, Duplex, Multi-mode
Izvor: http://www.indiamart.com, 24.08.2014.
Planiranje i instalacija pasivnih pristupnih svjetlovodnih mreža
30
Slika 24: Konektor E2000, Simplex, Single-mode
Izvor: http://www.indiamart.com, 24.08.2014.
Kod izrade konektora postoji više različitih načina nabacivanja konektora na nit
zavisno o proizvođaču. Uglavnom se razlikuju metode koje koriste topli ili hladni postupak
ljepljenja, s poliranjem ili bez poliranja i čisto mehaničko spajanje bez ljepila.
Poliranje konektora – konektori koji se poliraju imaju manje gušenje u odnosu na
konektore koji se ne poliraju. Poliranje konektora za višemodne niti moguće je dovoljno
kvalitetno napraviti i ručnim poliranjem površine konektora dok je za poliranje konektora
jednomodnih niti potreban uređaj za poliranje.
Poliranje se vrši brusnim papirima različite granulacije uz dodatak emulzija za poliranje.
Nakon poliranja konektor se provjerava na mikroskopu. Uređaji za poliranje konektora
prikazani su na slici ispod.
Slika 25: Uređaji za poliranje konektora
Izvor: http://www.fiberinstrumentsales.com, 24.08.2014.
Kod prespajanja na razdjelnicima konektore treba pažljivo umetati kako se ne bi
oštetila cjevčica unutar adaptora, te kod nekih pojedinih tipova treba ispravno namjestiti
konektor u postojeći utor.
Planiranje i instalacija pasivnih pristupnih svjetlovodnih mreža
31
3.5. ZAVRŠNE I PRESPOJNE VRPCE
Za završavanje kabela na razdjelnicima i prespajanje razdjelnika i uređaja koriste se
završne i prespojne vrpce (pigtail, patch cord).
Završna vrpca (slika 26) je vrpca koja se sastoji od svjetlovodne niti postavljene
unutar plastične cijevčice s aramidnim vlaknima i PVC plaštom izvana, te konektorom s jedne
strane. Koristi se kod završavanja niti na razdjelniku unutar kazete razdjelnika.
Slika 26: Završna vrpca sa SC konektorom
Izvor: http://www.dipol.com, 25.04.2014.
Prespojna vrpca (patch cord) razlikuje se od završne vrpce jer ima konektore na obje
strane i koristi se kod spajanja uređaja na razdjelnik ili prespajanja dvaju razdjelnika. Može
biti pojedinačna ili dvije u paru. Prespojna vrpca vidi se na slici ispod.
Slika 27: Prespojna vrpca LC/FC
Izvor: http://www.fiber-patchcord.com, 24.08.2014.
Prilikom izbora prespojnih vrpci treba paziti na kvalitetu same vrpce (gušenje niti,
kvaliteta konektora, mehanička svojstva), vrstu konektora koji su na razdjelniku i uređaju te
duljinu vrpce radi spremanja viška vrpci na razdjelnicima.
Planiranje i instalacija pasivnih pristupnih svjetlovodnih mreža
32
3.6. DISTRIBUTIVNA TELEKOMUNIKACIJSKA KANALIZACIJA
Distributivna telekomunikacijska kanalizacija DTK je dio telekomunikacijske
strukture koji se sastoji se od mreža PEHD cijevi, kabelskih zdenaca i galerija, a služi za
postavljanje i zaštitu telekomunikacijskih kabela.
3.6.1. ZDENCI
Zdenci su sastavni dio distributivne telekomunikacijske kanalizacije. Postavljaju se na
mjestima nastavljanja, križanja i promjena smjerova, te ispred centrala i objekata. Ovisno o
složenosti i veličini DTK trase koriste se različite vrste, odnosno veličine zdenaca. Najčešće
se koriste takozvani tipski zdenci: D0, D1, D2, D3 i D4, koji se djele na E-tip i P-tip. Zdenci
P-tipa se koriste za prihvat postojećih kabela kod rekonstrukcije postojeće telekomunikacijske
mreže. Zdenci E-tipa se koriste na mjestima prelaska ispod kolnika ili na mjestima križanja s
postojećim komunalnim instalacijama, tj na mjestima promjene dubine rova. Zdenci E-tipa su
visine 130 cm. Tipski montažni zdenci imaju lijevano - željezne poklopce, nosivosti od 50 kN
do 400 kN.31
Osim tipskih montažnih zdenaca postoje i monolitni armirano- betonski zdenci: TIP10
i TIP22 koji su višekutni. Montažni tipski zdenac D1 prikazan je na slikama 28. i 29.
Slika 28: Montažni zdenac D1(ŠxDxV 92x62x72 cm)
Izvor: www.digitalnigrad.hr, 24.08.2014.
31
www.digitalnigrad.hr, 24.08.2014.
Planiranje i instalacija pasivnih pristupnih svjetlovodnih mreža
33
Slika 29: Tehnička shema montažnog zdenca D1
Izvor: www.digitalnigrad.hr, 24.08.2014.
3.6.2. DTK ZAŠTITNE CIJEVI
Za izgradnju DTK koristi se nekoliko vrsta zaštitnih cijevi, među kojima su
najzastupljenije TK i Kabuplast cijevi. Izrađene su od polietilena visoke kakvoće (PEHD32
).
Karakteristike PEHD cijevi su:
- dobra fizička svojstva,
- dobra kemijska svojstva,
- mala težina,
- visoka savitljivost i
- fleksibilnost.
TK zaštitne cijevi ( poznatije kao „Alkatenke“, slika 30.) su crne boje, imaju glatku
stijenku,koja spriječava taloženje naslaga. Vodonepropusne su te imaju veliku otpornost na
udarce (visoka čvrstoća i žilavost). Koriste se za kabelsku zaštitu pritiska do 10 bara. Cijevi
se isporučuju u kolutovima ili palicama.
32
Polietilen (PEHD, PELD, LDPE, HDPE, alkaten, politen, polieten) je termoplastična masa koja nastaje
polimerizacijom etilena
Planiranje i instalacija pasivnih pristupnih svjetlovodnih mreža
34
Slika 30: TK zaštitna cijev
Izvor: www.vodoskok.hr, 24.08.2014.
Kabuplast zaštitne cijevi su dvoslojne korugirane cijevi visokootporne na pritiske i
udarce, pogodne za direktno polaganje u zemlju i beton, a odlikuju ih visoka savitljivost,
dobra mehanička i izolacijska svojstva. Cijevi se isporučuju u kolutovima od 25 i 50 metara,
ovisno o promjeru cijevi (KABUPLAST F) i u palicama od 6 metara (KABUPLAST S).
Primjer Kabuplast cijevi vidi se na slici ispod.33
Slika 31: Kabuplast zaštitna cijev
Izvor: www.vodoskok.hr, 24.08.2014.
3.7. ZAKONSKA REGULATIVA
Prilikom planiranja i instalacije pristupnih svjetlovodnih mreža potrebno je poštovati
Pravilnik o tehničkim i uporabnim uvjetima za svjetlovodne distribucijske mreže kojeg donosi
Vijeće Hrvatske agencije za poštu i elektroničke komunikacije. Pravilnikom se propisuju
tehnički uvjeti razvoja, planiranja, projektiranja, postavljanja, uporabe i održavanja
svjetlovodnih distribucijskih mreža u Republici Hrvatskoj.34
U sljedećim točkama citirane su pojedine stavke članka 5. i članka 10. Pravilnika o tehničkim
i uporabnim uvjetima za svjetlovodne distribucijske mreže.
33
www.vodoskok.hr, 24.08.2014. 34
„Narodne novine“, broj 108/10.
Planiranje i instalacija pasivnih pristupnih svjetlovodnih mreža
35
3.7.1. RAZVOJ I PLANIRANJE SVJETLOVODNE DISTRIBUCIJSKE
MREŽE35
Planiranje svjetlovodne distribucijske mreže
Članak 5.
(4) Svjetlovodne distribucijske mreže se osobito moraju graditi u novim stambenim zonama,
zonama poslovne i industrijske izgradnje te u stambenim zonama velike gustoće s
postojećom bakrenom pristupnom infrastrukturom koja ne može podržati novu generaciju
prijenosnih sustava na osnovi vektoriziranog modela kanala prema preporuci ITU
G.993.5.
(7) Ukupni kapacitet svjetlovodne distribucijske mreže ovisi o ukupnom broju krajnjih
korisnika usluga i potencijalnom broju krajnjih korisnika usluga područja. Za svakog
krajnjeg korisnika usluga mora se planirati minimalno kapacitet od 1,2 svjetlovodnih niti.
(8) Prilikom planiranja svjetlovodne distribucijske mreže na određenom području, a zbog
karakteristika svjetlovodnog prijenosnog medija i ekonomičnosti, potrebno je voditi
računa da se ne naruši strukturna pouzdanost i raspoloživost te nove svjetlovodne
pristupne mreže.
(9) Planirani kapacitet svjetlovodne distribucijske mreže mora se planirati za razdoblje od
najmanje 5 godina kako bi se izbjegli dodatni zahvati u cilju povećanja kapaciteta
distribucijske svjetlovodne mreže, bilo s aktivnom ili pasivnom opremom.
(10) Svjetlovodna distribucijska mreža mora se planirati kao podzemna elektronička
komunikacijska mreža gdje su svjetlovodni kabeli uvučeni u kabelsku kanalizaciju.
Planiranje svjetlovodne distribucijske mreže s kabelima koji su izravno položeni u zemlju
nije dopušteno.
(11) Svjetlovodna distribucijska mreža se može planirati i kao nadzemna, ako je to dozvoljeno
dokumentima prostornog uređenja.
(12) Radi ekonomičnijeg iskorištenja kabelske kanalizacije preporuča se korištenje tehnologije
mikrocijevi i mikro svjetlovodnih kabela.
35
Narodne novine (2010), broj 108/10, Pravilnik o tehničkim i uporabnim uvjetima za svjetlovodne distribucijske mreže, Zagreb, Narodne novine d.d., str 4.
Planiranje i instalacija pasivnih pristupnih svjetlovodnih mreža
36
3.7.2. TEHNIČKI UVJETI ZA IZGRADNJU SVJETLOVODNE
DISTRIBUCIJSKE MREŽE36
Upotreba svjetlovodnih kabela
Članak 10.
(1) Kod izgradnje svjetlovodne distribucijske mreže investitor je obvezan koristiti
jednomodna svjetlovodna vlakna, čije karakteristike moraju biti u skladu s
odgovarajućim ITU G.652D i G.657 preporukama.
(2) Korištenje višemodnih svjetlovodnih vlakana u svjetlovodnoj pristupnoj mreži nije
dopušteno. Iznimno, višemodna svjetlovodna vlakna mogu se koristiti samo kod izrade
unutarnjih instalacija u sustavima strukturnog kabliranja, najčešće kod poslovnih
subjekata te kada se na samom početku predviđa aktivna oprema preko koje će biti
ostvareno sučelje prema vanjskom dijelu svjetlovodne mreže, koja mora biti ostvarena s
jednomodnim vlaknima.
(3) Kod odabira tipa i konstrukcije svjetlovodnog kabela, investitor je obvezan koristiti
nemetalne konstrukcije kabela malog vanjskog promjera koje se mogu instalirati na
klasični način (uvlačenjem), kao i tehnologijom upuhivanja u cijevi malog promjera,
odnosno mikrocijevi. Iznimno se mogu koristiti kabeli konstrukcije koja omogućuje
izravno polaganje u zemlju. Iznimka se odnosi na slučajeve kada se radi o rekonstrukciji
ili dogradnji položenog kabela prije stupanja na snagu ovog pravilnika.
(4) Prilikom instalacije kabela u cijevi, investitor mora paziti da sila uvlačenja i radijus
savijanja kabela ne prekorače maksimalne dozvoljene vrijednosti. Navedene vrijednosti
propisane su u tehničkoj specifikaciji proizvođača kabela.
(6) Svjetlovodne kabele potrebno je pravilno oblikovati, označiti i voditi uz stijenku zdenca
te postaviti na konzole, ako iste postoje. Svjetlovodne kabele u kabelskim zdencima nije
potrebno posebno mehanički zaštititi.
36
Narodne novine (2010), broj 108/10, Pravilnik o tehničkim i uporabnim uvjetima za svjetlovodne distribucijske mreže, Zagreb, Narodne novine d.d., str 7.
Planiranje i instalacija pasivnih pristupnih svjetlovodnih mreža
37
4. INSTALACIJA KABELA
Za izgradnju pristupne svjetlovodne mreže pronalaze se nova rješenja koja nastoje
zadovoljiti potrebe investitora i korisnika. Najzastupljenije rješenje izgradnje pristupnih
mreža je polaganje svjetlovodnog kabela u DTK. Drugi način je korištenje mikrokabela i
mikro-cijevnih sustava za svjetlovodne kabele. Alternativno rješenje koje se najčešće koristi u
ruralnim područjima je postavljanje samonosivih instalacija na postojeće ili nove stupove.
4.1. POLAGANJE KABELA U DTK
Najčešće rješenje za izgradnju pristupnih mreža je polaganje kabela u novu DTK, ili u
postojeću ako ima dovoljno prostora.
Gdje uvjeti dozvoljavaju, uvlačenje kabela se izvodi strojno (upuhivanjem).
Svjetlovodni kabeli se na kratkim dionicama najčešće uvlače bez sajle za predvuču (obično
kada je cijev prazna), ili pak uz korištenje sajle za predvuču ručno, bez upotrebe stroja.
Prilikom uvlačenja svjetlovodnih kabela povlačenjem uz korištenje sajle za predvuču
potrebno je paziti na silu kojom se kabeli povlače (posebno kod strojnog povlačenja) zbog
istezanja ili pucanja kabela, kao i na oštre rubove unutar zdenaca, gdje se postavljaju
koloturnici i vodilice da ne dođe do oštećenja.
Kod uvlačenja na velike udaljenosti koriste se tehnike upuhivanja uz pomoć
komprimiranog zraka ili vode kao šta je prikazano na slici ispod.
Slika 32: Upuhivanje svjetlovodnog kabela
Izvor: Ivica Meštrović, Ivo Kraljik,Uputstvo za izgradnju i održavanje svjetlovodne kabelske mreže, HT,
studeni 2006., str 32
Planiranje i instalacija pasivnih pristupnih svjetlovodnih mreža
38
4.2. MIKROCIJEVNI SUSTAV
Drugi način izgradnje pristupnih mreža je korištenje mikrokabela i mikro - cijevnih
sustava za svjetlovodne kabele.
Mikro cijevi se mogu polagati individualno u postojeće PEHD cijevi ili kao kombinacija više
pojedinačnih mikro cijevi omotanih plaštem. Na slici ispod prikazane su mikrocijevi
postavljene unutar PEHD cijevi.
Slika 33: Mikrocijevi unutar PEHD cijevi
Izvor: Ranko Kovačević, Jure Brkljačić, Krešimir Leko, Stjepan Vodolšak, Tomislav Štrk, Uputa za
planiranje pristupnih svjetlovodnih mreža, T-HT, Zagreb, siječanj 2008., str 36.
Princip instaliranja je slijedeći: pojedinačna mikro cijev vanjskog promjera od 4 do 12
mm se upuhuje u postojeću PEHD cijev. Mikro kabeli se upuhuju na zahtjev (tj. pojedinačno
ovisno o konkretnim zahtjevima za povezivanje određenog objekta ili skupine objekata).
Duljina upuhivanja mikro kabela je do 2000 m ovisno o promjeru mikro cijevi i mikro kabela.
Osim u postojeću DTK, sustav mikrocijevi se može polagati direktno u zemlju, nadzemno
(samonosive instalacije sustava mikrocijevi) i kao sustav mikrocijevi za unutarnju instalaciju.
Kod polaganja mikrocijevnog sustava predviđenog za direktno polaganje u zemlju
moraju biti poduzete sve potrebne zaštitne mjere koje se poduzimaju prilikom polaganja
klasičnog telekomunikacijskog kabela u otvoreni rov (posteljica, nadsloj od pijeska određene
granulacije, zatrpavanje u slojevima).
Planiranje i instalacija pasivnih pristupnih svjetlovodnih mreža
39
Samonosive instalacije sustava mikrocijevi sastoje se od više mikrocijevi koje imaju
noseće uže od pocinčanih čeličnih žica ili aramidnih vlakana i zajednički plašt od
polietilena37
.
4.3. SAMONOSIVE INSTALACIJE
Jedno od alternativnih rješenja za izgradnju pristupne mreže je rješenje primjenom
samonosivih svjetlovodnih instalacija, uz korištenje za to predviđenih kablova. Samonosive
instalacije se koriste na cijeloj dionici izgradnje ili na dijelu dionice, u slučaju kada nije
moguća primjena drugih standardnijih tehnologija izgradnje pristupne mreže.
Primjena ovog rješenja predstavlja ujedno i jeftinije ali i brže rješenje povezivanja
krajnjeg korisnika na mrežu. Način i metodologija izgradnje zračne pristupne svjetlovodne
mreže velikim dijelom je identična metodologiji izgradnje bakrene zračne mreže pri čemu se
može koristiti i dio istih materijala kao što su: drveni stupovi i PSK38
pribor (krajnje stezaljke,
prolazne zamke/vješalice, zatezači).
4.4. OPREMA ZA UPUHIVANJE
4.4.1. HYDROCAT
Za instalaciju kabela uvlačenjem u DTK koriste se razni strojevi. Jedan od njih je
HYDROCAT njemačkog proizvođača Lancier Cable GmbH (koristi se tehnika upuhivanja i
potiskivanja). Tijekom upuhivanja svjetlovodni kabel prolazi kroz gusjenice za postavljanje
kablova.
Ugrađeni priključak za komprimirani zrak sastoji se od dvodjelnog kućišta. Rascijepljene
brtvene podloške hermetički zatvaraju kabel koji se upuhuje. Adapteri se mogu umetati na
prednjem dijelu priključka za komprimirani zrak i tako se mogu umetati u PEHD cijevi
različitog promjera.
Gusjenice su postavljene na dva lanca, s elastičnim podlogama. Gornji lanac s podlogom se
može mehanički pomicati prema gore i prema dolje tako da se osigura dobar spoj kabela i
gusjenica, slika 34. Dužina upuhanog kabla mjeri se mehaničkim uređajem za mjerenje koji
se nalazi na samom stroju.
37
Ranko Kovačević, Jure Brkljačić, Krešimir Leko, Stjepan Vodolšak, Tomislav Štrk, Uputa za planiranje
pristupnih svjetlovodnih mreža, T-HT, Zagreb, siječanj 2008., str 35. 38
PSK- pribor za nadzemne telekomunikacijske mreže, služi za prihvat kablova na stupovima ili objektima
Planiranje i instalacija pasivnih pristupnih svjetlovodnih mreža
40
Slika 34: Hydrocat
Izvor: http://www.lancier-cable.com, 24.08.2014.
4.4.2. HIDRAULIČKI MODUL
Hidraulički modul se koristi za dovod hidrauličkog tlaga potrebnog za rad HYDROCAT
stroja (slika ispod). Benzinski motor pokreće hidrauličku pumpu. Hidraulički tlak je moguće
podesiti između 0 i 160 bara. Tlak se podešava okretanjem navojnog kotačića na hydrocat
stroju.
Slika 35: Hydrocat sa hidrauličkim modulom
Izvor: http://www.lancier-cable.com, 24.08.2014.
Planiranje i instalacija pasivnih pristupnih svjetlovodnih mreža
41
4.4.3. AIR COOLER
Za smanjenje temperature zraka koji se upuhuje koristi se Air cooler. Postavlja se
između kompresora i HYDROCAT stroja za upuhivanje. Pogodan je za korištenje pri većim
temperaturama (ljeti) jer smanjuje temperaturu komprimiranog zraka za 7˚C. Koristi se do
tlaka zraka od 16 bara. Air cooler je prikazan na slici ispod.
Slika 36: Air cooler
Izvor: www.lancier-cable.com, 24.08.2014.
4.5. SPAJANJE SVJETLOVODNIH NITI
Spojevi svjetlovodnih niti mogu biti odvojivi ili neodvojivi. U telekomunikacijskim se
mrežama uglavnom niti spajaju neodvojivim spojevima koji se ostvaruju toplim postupkom
(zavarivanjem) ili hladnim postupkom (ljepljenjem, mehanički spoj). Neodvojivi spoj
svjetlovodnih niti mora biti pouzdan te mora biti otporan na vanjske utjecaje kao što su
vibracije, udarci i promjene temperature.
Jednomodne niti se uglavnom spajaju toplinskim postupkom tj. zavarivanjem uz
pomoć spajača svjetlovodnih niti (splicer). Za dobro zavarivanje spoja potrebno je pripremiti
radno mjesto (čisti prostor zaštićen od kiše, prašine i vjetra) i kabel koji se spaja. Krajevi niti
moraju biti očišćeni, tj. skida se plašt kabela i ostali slojevi zaštite. Aramidna vlakna, centralni
rasteretni element zavisno od tipa kabela i cjevčice se režu na odgovarajuću duljinu, a niti se
Planiranje i instalacija pasivnih pristupnih svjetlovodnih mreža
42
čiste alkoholom kako bi se uklonio gel i nečistoće. Prije samog zavarivanja potrebno je
odgovarajućim alatom porezati niti pod pravim kutom kako bi se dobio kvalitetan spoj.
Pripremljeni se krajevi niti postavljaju u uređaj za zavarivanje (slika 37.) tako da međusobne
osi i kutni pomaci niti budu minimalni. Zatim se krajevi niti otopljavaju u plamenu
električnog luka. Omekšane se površine presjeka nakon toga dovode u dodir te se povećava
gustoća struje luka koja ostvari var.39
Slika 37: Spajač niti
Izvor: www.multicominc.com, 11.09.2014.
Mehaničko spajanje niti se prvenstveno koristi za privremeno otklanjanje kvara zbog
većeg gušenja ( oko 0.5 dB) ali i zbog veće cijene konektora u odnosu na spoj dobiven
zavarivanjem.
39
Tomislav Brodić, Goran Jurin, Svjetlovodna tehnika, Tehnički fakultet, Sveučilište u Rijeci, Rijeka, 1995., str. 95.
Planiranje i instalacija pasivnih pristupnih svjetlovodnih mreža
43
5. FTTH
FTTX je naziv za širokopojasnu mrežu koja koristi svjetlovodne niti u lokalnoj petlji.
Postoji više FTTX tehnologija. Svi nazivi započinju znakovima FTT (Fiber To The) dok znak
„X“ zamjenjuje različite načine konfiguriranja i implementiranja svjetlovodnog medija. U
FTTX tehnologijama svjetlovodne niti zamijenjuju dio ili sve dijelove klasičnih kablova s
bakrenom paricom u lokalnoj petlji.
Zbog različitog načina konfiguriranja i implementiranja svjetlovodnog medija FTTX
tehnologija se dijeli na:
- FTTN (Fiber to the node) svjetlovodna nit do čvora (lokalna centrala), udaljenost do
objekta je veća od 300 metara,
- FTTC (Fiber to the cabinet ili Fiber to the curb) svjetlovodna nit do glavnog
razvodnog ormara, udaljenost do objekta je manja od 300 metara,
- FTTB (Fiber to the building ili Fiber to the basement) svjetlovodna nit do glavnog
razvodnog ormara unutar objekta i
- FTTH (Fiber to the home) svjetlovodna nit do stana / korisnika.
Modeli FTTX tehnologija se vide na slici ispod.
Slika 38: Modeli FFTX tehnologija
Izvor: Ranko Marović, Ivica Meštrović, Mario Sedlaček, Ivo Kraljik, Smjernice za izgradnju pasivnog
dijela FTTH mreže u T-HT-u, T-HT, 13.01.2008., str. 11.
Planiranje i instalacija pasivnih pristupnih svjetlovodnih mreža
44
Arhitektura FTTH mreže podrazumijeva polaganje (instalaciju) svjetlovodnih niti
odnosno kabela od glavnog čvora do krajnjeg korisnika. Uključuje: FTTN, FTTC i FTTB.
Dva su osnovna modela FTTH pristupne mreže:
- Točka-Točka ( P2P, Point to Point) i
- Točka-Više točaka ( P2MP, Point to Multi Point).
5.1. TOČKA – TOČKA, P2P
UPE CPE
UPE CPE
UPE CPE
CO UP
Slika 39: Modul točka-točka P2P
Izvor: Ranko Marović, Ivica Meštrović, Mario Sedlaček, Ivo Kraljik, Smjernice za izgradnju pasivnog
dijela FTTH mreže u T-HT-u, T-HT, 13.01.2008., str. 5.
Ovaj model pristupne mreže prikazan na slici iznad, u svojoj osnovi podrazumijeva da
svaki korisnik u svom prostoru ima jednu ili dvije aktivne niti koje su s druge strane fizički
spojene na razdjelniku i služe isključivo za navedenog korisnika.
Za prijenos signala po jednoj standardnoj jednomodnoj niti koriste se valne duljine
1310 nm i 1550 nm. Valna duljina 1550 nm koristi se za prijenos signala od razdjelnika (UPE,
oprema na razdjelniku) prema korisniku (CPE, modem), a valna duljina 1310 nm koristi se za
prijenos signala od korisnika (CPE) prema razdjelniku (UPE).40
Prednosti P2P modela u odnosu na P2MP su:
- veća prijenosna širina,
- veća fleksibilnost u davanju usluga,
- posvećenost pojedinačnom korisniku,
- jednostavnije planiranje i
- jednostavnije mjerenje (nadzor, lociranje kvarova).
40
Ranko Marović, Ivica Meštrović, Mario Sedlaček, Ivo Kraljik, Smjernice za izgradnju pasivnog dijela FTTH
mreže u T-HT-u, T-HT, 13.01.2008., str. 5.
Planiranje i instalacija pasivnih pristupnih svjetlovodnih mreža
45
Nedostaci P2P u odnosu na P2MP su:
- veći troškovi izgradnje,
- zauzimanje više prostora u centrali i DTK i
- veći troškovi sanacije kvarova.
5.2. TOČKA – VIŠE TOČAKA, P2MP
ONT
OLT ONT
0NT1:N
SPREŽNIK
Slika 40: Model točka više točka P2MP
Izvor: Ranko Marović, Ivica Meštrović, Mario Sedlaček, Ivo Kraljik, Smjernice za izgradnju pasivnog
dijela FTTH mreže u T-HT-u, T-HT, 13.01.2008., str. 6.
Ovaj model pristupne svjetlovodne mreže prikazan na slici iznad, u svojoj osnovi
podrazumijeva da svaki korisnik u svom prostoru ima osiguranu jednu nit po kojoj,
dijeljenjem optičke snage, dobiva identičan signal kao i grupa njemu susjednih korisnika. Na
drugoj strani na razdjelniku ta grupa korisnika dijeli jednu, zajedničku, svjetlovodnu nit.
Za prijenos signala po jednoj standardnoj jednomodnoj niti koriste se tri valne duljine;
1310 nm, 1490 nm i 1550 nm. Valna duljina 1310 nm koristi se za prijenos signala od
korisnika (ONT – Optical Network Terminal) prema razdjelniku (OLT – Optical Line
Terminal). Valna duljina 1490 nm koristi se za prijenos signala od razdjelnika (OLT) prema
korisniku (ONT). Valna duljina 1550 nm se pomoću WDM41
uređaja može koristiti za
distribuciju RF videa (npr. Max TV) od razdjelnika prema korisniku. Najveći mogući stupanj
dijeljenja, odnosno broj korisnika po jednoj niti je 64, ali u praksi se koristi 32 stupanjsko
dijeljenje (1:32) signala kao maksimalno dozvoljeno. Djeljenje se obavlja sa sprežnicima.
Prednosti P2MP modela u odnosu na P2P su:
- manji broj aktivnih čvorova,
- niža cijena izgradnje,
41
WDM tehnologija omogućuje multipleks po valnim duljinama, što znači da se po jednoj niti može slati više
svjetlosnih zraka različitih valnih duljina.
Planiranje i instalacija pasivnih pristupnih svjetlovodnih mreža
46
- jednostavnija nadogradnja mreže i
- niži troškovi sanacije kvarova.
Nedostaci P2MP modela u odnosu na P2P su:
- manja prijenosna širina,
- manja fleksibilnost usluga,
- složenije planiranje i proračun budžeta,
- složenija mjerenja i detekcija kvara i
- složenija izrada i vođenje tehničke dokumentacije.
Ovaj model pristupne mreže posebno je pogodan za umrežavanje rezidencijalnih korisnika s
relativno nižim brzinama prijenosa (do 80 Mbit/s uz omjer dijeljenja 1:32).
5.3. ARHITEKTURA FTTH MREŽA
Pristupne mreže se prema tipu naselja i strukturi objekata koje povezuju mogu
podijeliti na tri osnovna tipa:
- urbane,
- ruralne i
- poslovne.
Pristupne mreže se prema načinu povezivanja objekata (topološkom) mogu podijeliti na one
koje u svojoj osnovi predstavljaju topološku zvijezdu, stablo i prsten. Bilo koja od navedenih
topologija može se iskoristiti za gradnju pasivnih pristupnih mreža.
Prilikom planiranja i izgradnje FTTH mreže na definiranom području potrebno je
osigurati kapacitet niti koji će omogućiti umrežavanje svih korisnika na tom području (100%
pokrivenost). Kapacitet mreže mora omogućiti dovođenje jedne svjetlovodne niti (dijeljena
nit do sprežnika) unutar stana privatnog korisnika i jedne ili više direktne niti (ovisno o
konkretnom zahtjevu) unutar prostora poslovnog korisnika.
Kapacitet kojim se ulazi na definirano područje ovisi i o primijenjenom FTTH modelu
na tom području. Veći udio privatnih korisnika zahtjeva ugradnju ukupno gledajući manje niti
u odnosu na prostor u kojem imamo veći udio poslovnih korisnika zbog činjenice da za 32
privatna korisnika trebamo teoretski jednu nit dok za 32 poslovna korisnika 32 niti. Kako se
izgrađuju mješovite mreže za privatne i poslovne korisnike, količina niti ovisi o omjeru
privatnih i poslovnih korisnika.
Planiranje i instalacija pasivnih pristupnih svjetlovodnih mreža
47
5.3.1. FTTH MREŽE URBANIH PODRUČJA
Urbano područje je područje koje uz određene gospodarske, administrativne,
povijesne, prometne i dr. kriterije, ima veliku gustoću naseljenosti (naselja sa više od 10.000
stanovnika, u Hrvatskoj ih ima 39, tu živi 1,9 milijuna stanovnika).
Takva područja su uglavnom područja gradova s objektima stambene, poslovne ili mješovite
namjene. Objekti stambene namjene mogu biti stambene zgrade, urbane vile ili obiteljske
kuće.
Suburbana područja i područja naselja s 5.000 do 10.000 stanovnika (u Hrvatskoj ih ima 39,
u takvim područjima živi 264.000 stanovnika ) mogu imati osobine ruralnog i/ili urbanog
područja, a time i osobine mreže mogu biti bliže jednom ili drugom osnovnom tipu.
2007. i 2008. godine su počeli projekti izgradnje pasivnih pristupnih svjetlovodnih
mreža u četiri najveća grada: Zagrebu, Splitu, Rijeci i Osijeku. Mreže su planirane i građene u
logičkoj topologiji zvijezde. Primijenjen je mješoviti model mreže koji podrazumijeva
većinski udio P2MP modela (oko 70%) i manji udio P2P modela (oko 30%).42
5.3.2. FTTH MREŽE RURALNIH PODRUČJA
Ruralno područje je područje koje, uz određene gospodarske, administrativne,
povijesne, prometne i dr. kriterije, ima malu gustoću naseljenosti (kod nas manje od 1.000
stanovnika po km2 i s ukupno manje od 5.000 stanovnika).
Takva područja su uglavnom područja naselja i sela s objektima stambene namjene,
uglavnom obiteljske kuće.
5.3.3. FTTH MREŽE POSLOVNIH PODRUČJA
Poslovnom zonom smatra se izdvojeno područje, najčešće na periferijama gradova s
izgrađenom komunalnom infrastrukturom i dobrom prometnom povezanošću, te velikom
koncentracijom poslovnih subjekata. Na takvim područjima prevladavaju veliki poslovni
objekti proizvodne, trgovačke i sl. namjene sa specifičnim korisničkim zahtjevima.
Na poslovnim se područjima pristupna mreža gradi isključivo korištenjem P2P modela. Takav
model omogućava svakom korisniku maksimalnu fleksibilnost usluge uz omogućavanje
najvećih brzina prijenosa. Topološka struktura mreže treba biti prstenasta radi osiguranja
42
Ranko Marović, Ivica Meštrović, Mario Sedlaček, Ivo Kraljik, Smjernice za izgradnju pasivnog dijela FTTH
mreže u T-HT-u, T-HT, 13.01.2008., str. 7.
Planiranje i instalacija pasivnih pristupnih svjetlovodnih mreža
48
dodatne sigurnosti i neprekinutosti TK usluga. Za svakog korisnika treba planirati po jednu
radnu i jednu rezervnu nit s obje strane prstena.43
5.4. USPOREDBA CIJENA I BRZINA
Za usporedbu su uzete cijene širokopojasnih usluga preko bakrene parice i preko
svjetlovodne niti vodećeg telekomunikacijskog operatera HT- a (Hrvatski Telekom). Paket
usluga televizije, Voip telefona i brzine pristupa internetu od 2 do 4 Mbit/s (megabita u
sekundi) u dolaznom smjeru (download) i 256 do 512 kbit/s (kilobita u sekundi) za odlazni
smjer (upload) preko bakrene parice je cijenom od 359 kn/mj uz ugovornu obvezu na 24
mjeseca. Za istu cijenu od 359 kn/mj, HT nudi preko svjetlovodne niti paket usluga televizije,
Voip telefona i brzine pristupa internetu 40 Mbit/s za download i 10 Mbit/s za upload uz
ugovor na 24 mjeseca. Paketi televizijskih programa i razgovara u telefoniji su podjednaki, te
je internetski promet neograničen (flat) i u ponudi preko bakrene parice i preko svjetlovodne
niti. Zaključno, za istu mjesečnu cijenu dobije se 10 puta veća brzina pristupa internetu u
downloadu i 20 puta veća brzina pristupa internetu u uploadu.
Uspoređivanje brzina skidanja sadržaja (download) preko dial up pristupa44
, preko
ADSL-a45
, i preko svjetlovodne niti:
DIAL UP- 0,056 Mbit/s za download
ADSL- 4 Mbit/s za download
SVJETLOVODNA NIT- 40 Mbit/s za download
Za isti sadržaj npr. preuzimanje 50 fotografija veličine 125 MB ( preračunato iznosi
1.000 Mb46
), preko Dial up pristupa sa brzinom 56 kbit/s potrebno je 17.858 sekundi tj. oko 5
sati. Preko ADSL pristupa sa brzinom 4 Mbit/s za download potrebno je 250 sekundi tj. oko
4 minute. Preko svjetlovodne niti vrijeme potrebno za skidanje istog sadržaja sa brzinom 40
Mbit/s iznosi 25 sekundi, tj. oko pola minute. Kako se preko svjetlovodne niti može ostvariti i
43
Ranko Marović, Ivica Meštrović, Mario Sedlaček, Ivo Kraljik, Smjernice za izgradnju pasivnog dijela FTTH
mreže u T-HT-u, T-HT, 13.01.2008., str. 9. 44
Dial up je usluga povezivanja na Internet modemskom vezom putem analogne fiksne linije 45
ADSL- Asymmetric Digital Subscriber Line, asimetrična digitalna pretplatnička linija, Asimetrični DSL 46
1B (bajt) =8b (bit)
Planiranje i instalacija pasivnih pristupnih svjetlovodnih mreža
49
brzina 100 Mbit/s za download ( u ponudi HT-a), za isti bi sadržaj trebalo počekati 10
sekundi.
5.5. TEHNO- EKONOMSKA OBILJEŽJA
Ekonomska održivost tj. isplativost ulaganja u pristupne svjetlovodne mreže
prvenstveno se gleda prema gustoći naseljenosti. Naselja kao osnovne geodemofrafske
jedinice analiziraju se kao nedjeljive cjeline prilikom planiranja i izgradnje svjetlovodnih
mreža. Prema statističkim podacima47
o naseljima u Hrvatskoj iz popisa stanovništva 2011.
godine koje je prikazano u tablici ispod, stoji da u Hrvatskoj postoji 6.756 naselja. Ekonomski
isplativa su ulaganja u naselja sa gustoćom naseljenosti preko 1.000 stanovnika. U hrvatskoj
ima 529 takvih naselja tj 8%, s time da u njima živi 72% stanovništva tj 3.054.880 stanovnika.
Tablica 3: Naselja prema broju stanovnika, popis iz 2011. godine
Izvor: www.dzs.hr, 20.09.2014.
47
www.dzs.hr (Državni zavod za statistiku- DZS), 20.09.2014.
Planiranje i instalacija pasivnih pristupnih svjetlovodnih mreža
50
Prema analizi koje je provela tvrtka Lator d.o.o.48
investicijski trošak po pokrivenom
kućanstvu, uzimajući u obzir troškove pasivnih dijelova mreže (DTK infrastruktura,
svjetlovodni kabeli i spojna oprema) i aktivnih dijelova mreže (mrežna oprema u pristupnim
čvorovima i korisnička oprema), kreće se u rasponu od 3.700 kn u urbanim područjima do
17.500 kn u ruralnim područjima. Prilikom instalacije svjetlovodnih kabela u postojeću DTK
mrežu dovoljnog kapaciteta, bez izgradnje nove DTK mreže (ako to uvjeti dozvoljavaju),
troškovi se smanjuju, i to od 33% u urbanim područjima do 51% u ruralnim područjima. Ako
se pristupna mreža u ruralnim područjima izgrađuje korištenjem samonosivih instalacija
troškovi se smanjuju do 20%.49
Analiza se odnosi na razdoblje od 2015.-2020. godine, te se u tom razdoblju očekuje značajno
povećanje korištenja širokopojasnih usluga. Pristup internetu podrazumijeva brzinu u
dolaznom smjeru od barem 30 Mbit/s.
Cijene paketa usluga (preko svjetlovodne niti) televizije, Voip telefona i brzine
pristupa internetu 40 Mbit/s za download i 10 Mbit/s za upload, vodećeg telekomunikacijskog
operatera HT- a, iznosi 359 kn/mj.
Za urbana područja investicijski trošak za priključak na FTTH mrežu iznosi oko 3.700
kn. Gledano da se cijeli iznos računa isplaćuje za povrat investicije, trošak će se pokriti već u
11. mjesecu korištenja. Ako uzmemo u obzir da je priključak napravljen kroz postojeću DTK
mrežu, investicijski trošak bi se smanjio za 33% i iznosio bi 2.479 kn. Povrat investicije bi
usljedio nakon 7. mjeseca korištenja.
Za ruralna područja investicijski trošak za priključak na FTTH mrežu iznosi oko
17.500 kn. Gledano da se cijeli iznos računa isplaćuje za povrat investicije, trošak će se
pokriti u 49. mjesecu korištenja. Ako uzmemo u obzir da je priključak napravljen kroz
postojeću DTK mrežu, investicijski trošak bi iznosio 8.575 kn, tj 51% manje nego kroz novu
DTK mrežu. Povrat investicije bi usljedio nakon 24. mjeseca odnosno nakon 2. godine
korištenja usluga.
U ruralnim područjima ulaganje telekomunikacijskih operatera u FTTH nije
ekonomski održivo zbog prevelikih troškova koji se ne mogu pokriti iz očekivanih prihoda po
48
Lator d.o.o. je tvrtka za pružanje usluga konzaltinga u telekomunikacijama 49
www.hakom.hr, 11.09.2014.
Planiranje i instalacija pasivnih pristupnih svjetlovodnih mreža
51
korisniku. za takva područja potrebni su vanjski financijski poticaji kao što su Europski
fondovi za regionalni razvoj ( jedan od strukturnih fondova Europske unije) ili Europska
investicijska banka.50
Udio potrebnih poticaja za ruralna područja bez ekonomski održivih ili s ograničenim brojem
održivih FTTH modela iznosi od 3,0 do 3,7 milijarde kuna (ovisno o odabiru topologije i
tehnologije).
Na područjima s gustoćom naseljenosti ispod 200 stanovnika, gdje spada 61% naselja
potrebno je razmotriti neku od alternativnih širokopojasnih infrastruktura i tehnologija.51
50
Europska investicijska banka EIB, Europska banka za obnovu i razvoj koja nudi mogućnost financiranja
izgradnje infrastrukture na lokalnoj razini 51
www.hakom.hr, 11.09.2014.
Planiranje i instalacija pasivnih pristupnih svjetlovodnih mreža
52
6. ZAKLJUČAK
Današnji način života podrazumijeva brzo i nesmetano korištenje širokopojasnih usluga.
Povećanje brzine pristupa inrernetu i uključenje dodatnih usluga svakodnevni je zahtjev
poslovnih ali i privatnih korisnika. Zbog toga je postojeća pristupna bakrena mreža izložena
sve većim zahtjevima za pojasnom širinom odnosno brzinama prijenosa, što zahtjeva stalna
ulaganja u rekonstrukciju i održavanje.
Jedna od tehnologija koja omogućava kvalitetno pružanje širokopojasnih usluga svakom
korisniku i koja se nametnula kao najprihvatljivije rješenje je FTTH tehnologija. Razvoj
elemenata i tehnologije dovelo je do pada cijena tako da se sve više telekomunikacijskih
operatera odlučuje na širenje i rekonstrukciju svojih mreža FTTH tehnologijom.
Kako bi se što bolje iskoristile mogućnosti FTTH, potrebno je upoznati elemente
pasivnih pristupnih svjetlovodnih mreža i rješenja implementiranja. Razni pristupi i načini
instaliranja, od standarnog uvlačenja u DTK, preko sustava mikrocijevi i zračnih instalacija pa
sve do novih kabel X tehnologija, olakšavaju planiranje i skraćuju vrijeme realizacije
projekata.
Odabirom kvalitetnih elemenata koji će zadovoljiti zahtjeve i odabirom rješenja
instaliranja mreža koje najbolje odgovaraju pojedinim područjima, mogu se ostvariti značajne
uštede prilikom realizacije. Potrebno je planirati takve mreže koje će pojednostaviti
održavanje i sanaciju kvara, ali i olakšati naknadna uključenja novih korisnika.
Kako nisu sva područja ekonomski održiva, tj. ulaganja investitora (telekomunikacijskih
operatera) nisu isplativa, potrebni su vanjski financijski poticaji kao što su Europski fondovi
za regionalan razvoj ili Europska investicijska banka kako bi se olakšalo uvođenje pristupnih
svjetlovodnih mreža.
Planiranje i instalacija pasivnih pristupnih svjetlovodnih mreža
53
7. PRIJEDLOG MOGUĆIH RJEŠENJA ZA DALJNJI RAD
Jedna od mogućih alternativnih rješenja za izgradnju tj. instalaciju svjetlovodnog kabela u
pristupnoj pasivnoj mreži je primjena ''Kabel-X'' tehnologije koja predstavlja mogućnost
zamjene postojeće bakrene mreže s novom svjetlovodnom mrežom. Najveća prednost Kabel-
X tehnologije je vremenska, ali i financijska ušteda. Glavni je preduvjet za korištenje
tehnologije postojeća telekomunikacijska mreža sa kabelima s olovnim ili čeličnim plaštem.
Korištenje ovakve metode instalacije kabela nije primarna ali se može primjeniti za
rješavanje dionica koje su nedostupne, na kojima su zabranjeni građevinski radovi iskopa ili
gdje ne postoji izgrađena DTK mreža .
Osnovna ideja Kabel-X tehnologije je istisnuti jezgru (bakar i izolacija) iz ukopanog
postojećeg kabela, te u prazan plašt uvući mikro cijevi i svjetlovodne mikro kabele.
Pri tom se postupku koriste specijalno razvijeni alati i strojevi te tekućina (KABEL-X
FLUID) razvijena za tu namjenu.
Za primjenu Kabel X-tehnologije kao alternativnog rješenja na određenim pravcima nužni
su određeni preduvjeti:
- razmatrani kabel mora biti odspojen tj. oslobođen od prometa,
- kabel ne smije biti fizički oštećen a posebno njegov plašt,
- vanjski promjer plašta kabela mora biti između 18 i 100 mm,
- plašt kabela mora biti čvrst-nefleksibilan od olova ili čelika dovoljne čvrstoće te
mora izdržati tlak od minimalno 20 bar-a i
- vučna sila jezgre ≥ 200 kN.52
Segmenti dionice gdje se primjenjuje ovaj način instalacije kabela, u teoriji mogu biti do 400
metara ali praktično je od 150 do 200 metara ili od spojnice do spojnice. Ušteda troškova
može dosegnuti i do 80 % u odnosu na standarni način kopanja po cijeloj dužini i polaganja
novih cijevi ili kabela.
52
Ranko Kovačević, Jure Brkljačić, Krešimir Leko, Stjepan Vodolšak, Tomislav Štrk, Uputa za planiranje
pristupnih svjetlovodnih mreža, T-HT, Zagreb, siječanj 2008., str. 63.
Planiranje i instalacija pasivnih pristupnih svjetlovodnih mreža
54
8. POPIS LITERATURE
8.1. KNJIGE:
1. Mikula Miroslav, Razvoj telekomunikacija, Školska knjiga, Zagreb, 1994.
2. Tomislav Brodić, Goran Jurin, Svjetlovodna tehnika, Tehnički fakultet, Sveučilište u
Rijeci, Rijeka, 1995.
8.2. ČLANCI, RADOVI, STUDIJE:
1. Ivica Meštrović, Ivo Kraljik,Uputstvo za izgradnju i održavanje svjetlovodne kabelske
mreže, HT, studeni 2006.
2. Matoničkin G. (2007), Elektromagnetski valovi u nastavi fizike, Diplomski rad.
Zagreb: Prirodoslovno-matematički fakultet
3. Ranko Kovačević, Jure Brkljačić, Krešimir Leko, Stjepan Vodolšak, Tomislav Štrk,
Uputa za planiranje pristupnih svjetlovodnih mreža, T-HT, Zagreb, siječanj 2008.
4. Ranko Marović, Ivica Meštrović, Mario Sedlaček, Ivo Kraljik, Smjernice za izgradnju
pasivnog dijela FTTH mreže u T-HT-u, T-HT, 13.01.2008.
8.3. ZAKONI I PRAVILNICI
1. Narodne novine (2010), broj 108/10, Pravilnik o tehničkim i uporabnim uvjetima za
svjetlovodne distribucijske mreže, Zagreb, Narodne novine d.d.
8.4. INTERNET STRANICE:
1. www.a-com.com., 25.04.2013.
2. www.cis.hr, 25.04.2013.
3. www.corning.com, 24.08.2014.
4. www.digitalnigrad.hr, 24.08.2014.
5. www.dzs.hr, 20.09.2014.
6. www.elka.hr, 25.04.2013.
7. www.fiberinstrumentsales.com, 24.08.2014.
8. www.hakom.hr, 11.09.2014.
9. www.hrvatskitelekom.hr, 20.09.2014.
10. www.indiamart.com, 24.08.2014.
Planiranje i instalacija pasivnih pristupnih svjetlovodnih mreža
55
11. www.intenseco.com, 24.08.2014.
12. www.lancier-cable.com, 24.08.2014.
13. www.multicominc.com, 11.09.2014.
14. www.timbercon.com, 22.04.2013.
15. www.vodoskok.hr, 24.08.2014.
Planiranje i instalacija pasivnih pristupnih svjetlovodnih mreža
56
9. POPIS SLIKA, TABLICA I KRATICA
9.1. POPIS SLIKA:
Slika 1: Frekventni spektar ...................................................................................................................... 4
Slika 2: John Tyndall ............................................................................................................................... 5
Slika 3: Totalna refleksija........................................................................................................................ 6
Slika 4: Lom svjetlosti ............................................................................................................................. 7
Slika 5:Blok shema osnovnog svjetlovodnog prijenosnog sustava ......................................................... 8
Slika 6: Svjetlovodna nit ......................................................................................................................... 9
Slika 7: Prostiranje svjetlosti kroz svjetlosnu nit .................................................................................... 9
Slika 8: Vrste svjetlovodnih niti ............................................................................................................ 11
Slika 9: Svjetleća dioda ......................................................................................................................... 15
Slika 10: Laserska dioda........................................................................................................................ 16
Slika 11: Podjela pristupne svjetlovodne mreže .................................................................................... 17
Slika 12: Konstrukcija svjetlovodnog nemetalnog uvlačnog kabela tvrtke Corning ............................ 19
Slika 13: Konstrukcija svjetlovodnog nemetalnog uvlačnog kabela Elka SM 33 ................................. 21
Slika 14: Konstrukcija svjetlovodnog nemetalnog samonosivog kabela tvrtke Elka, Elkopt SM31 .... 23
Slika 15: Kodiranje niti bojom u kabelu tvrtke Corning ....................................................................... 25
Slika 16: Komunikacijski ormar ............................................................................................................ 25
Slika 17: Ugradni 19̋ razdjelnik KGS FODU UR 48 ........................................................................... 26
Slika 18: Zidni razdjelnik RIKO bez/sa poklopcem .............................................................................. 27
Slika 19: Bočna spojnica Raychem FOSC 400 ..................................................................................... 28
Slika 20: Konektor ST, Simplex, Single-mode ..................................................................................... 29
Slika 21: Konektor FC, Simplex, Single-mode ..................................................................................... 29
Slika 22: Konektor MTRJ, Duplex, Multi-mode................................................................................... 29
Slika 23: Konektor LC, Duplex, Multi-mode ........................................................................................ 29
Slika 24: Konektor E2000, Simplex, Single-mode ............................................................................... 30
Slika 25: Uređaji za poliranje konektora ............................................................................................... 30
Planiranje i instalacija pasivnih pristupnih svjetlovodnih mreža
57
Slika 26: Završna vrpca sa SC konektorom .......................................................................................... 31
Slika 27: Prespojna vrpca LC/FC .......................................................................................................... 31
Slika 28: Montažni zdenac D1(ŠxDxV 92x62x72 cm) ......................................................................... 32
Slika 29: Tehnička shema montažnog zdenca D1 ................................................................................. 33
Slika 30: TK zaštitna cijev .................................................................................................................... 34
Slika 31: Kabuplast zaštitna cijev ......................................................................................................... 34
Slika 32: Upuhivanje svjetlovodnog kabela .......................................................................................... 37
Slika 33: Mikrocijevi unutar PEHD cijevi ............................................................................................ 38
Slika 34: Hydrocat ................................................................................................................................. 40
Slika 35: Hydrocat sa hidrauličkim modulom ....................................................................................... 40
Slika 36: Air cooler ............................................................................................................................... 41
Slika 37: Spajač niti ............................................................................................................................... 42
Slika 38: Modeli FFTX tehnologija ..................................................................................................... 43
Slika 39: Modul točka-točka P2P .......................................................................................................... 44
Slika 40: Model točka više točka P2MP ............................................................................................... 45
9.2. POPIS TABLICA:
Tablica 1: Komercijalno pristupačne niti manjeg prigušenja ................................................................ 13
Tablica 2: Konstrukcijski podaci kabela Elka SM 33 ........................................................................... 22
Tablica 3: Naselja prema broju stanovnika, popis iz 2011. godine ....................................................... 49
Planiranje i instalacija pasivnih pristupnih svjetlovodnih mreža
58
9.3. POPIS KRATICA:
SIMBOL NAZIV
DSL Digital Subscriber Line, Digitalna pretplatnička linija
DTK Distributivna telekomunikacijska kanalizacija
EPON Ethernet Passive Optical Network, Eternet pasivna svjetlovodna mreža
FTTH Fiber To The Home – Svjetlovodna nit do kuće
FTTX Fiber To The X, Svjetlovodna nit do x
GPON Gigabit Passive Optical Network, Gigabitna pasivna svjetlovodna mreža
ITU International Telecommunication Union, Međunarodna telekomunikacijska
zajednica za informacije i komunikacijske tehnologije
LED Light Emiting Diode, Svjetleća dioda
MMF Multi Mode Fiber, Multimodno vlakno
ODF Optical Distribution Frame, Svjetlovodni razdjelnik
OLT Optical Line Terminal, Svjetlovodni linijski terminali
ONT Optical Network Terminal, Svjetlovodni korisnički priključak
P2MP Point to Multi Point, Točka-Više točaka
P2P Point to Point, Točka-Točka
PEHD Polyethylene High Density, Polietilen visoke gustoće
PON Passive Optical Network, Pasivne svjetlovodne mreže
SMF Single Mode Fiber, jednomodno vlakno
SVK Svjetlovodni kabel
WDM Wavelength Division Multiplexing – Valni multipleks, valno multipleksiranje